研究:化學發現讓休眠的種子重新煥發生機 或有助於增加糧食供應
據外媒報導,在加州大學河濱分校(UCR)領導的團隊發現的一種新化學物質的説明下,原本處於休眠狀態的種子重新煥發生機。 植物有感知乾旱的能力。 當它們這樣做時,它們會釋放出一種激素,幫助它們保持水分。 這種同樣的激素,ABA,向種子發出一個資訊,即現在不是發芽的好時機,導致作物產量降低,在炎熱的地方食物減少–由於氣候變化的結果,這個名單越來越長。
UCR專案科學家和研究作者Aditya Vaidya說:”如果你阻止ABA,你就會擾亂植物用來防止種子發芽的化學途徑。 我們的新化學品,Antabactin,正是這樣做的。 如果我們應用它,我們已經證明,休眠的種子會發芽。 ”
Antabactin的有效性證明在發表於《美國國家科學院院刊》的一篇新論文中有所描述。
這項工作建立在同一團隊創造了一種模仿ABA激素效果的化學品的基礎上,ABA激素是由植物在應對乾旱壓力時產生的。 這種被稱為Opabactin的化學物質減緩了植物的生長,使其保存水分,不至於枯萎。 它通過誘導植物關閉其葉子和莖中的微小孔隙來發揮作用,從而防止水分外流。
接下來,研究小組希望找到一種能產生相反效果的分子,打開這些孔隙,”鼓勵”發芽並增加植物生長。 儘管通過育種已經在很大程度上消除了種子休眠,但它仍然是萵苣等一些作物的一個問題。
UCR植物細胞生物學教授和研究的共同作者Sean Cutler說,加速和減緩植物生長是農民的重要工具。 他說:「我們的研究就是要管理這兩種需求。 ”
為了找到Opabactin的對立面,Vaidya迅速製作了4000個它的衍生物。 “這相當於大海撈針,”Cutler說,”他創造的化合物阻斷了ABA的受體,而且具有異常的效力。 “
在他們的論文中,團隊成員表明,將Antabactin應用於大麥和西紅柿種子可以加速發芽。 可以想像,Antabactin和Opabactin可以一起工作,説明農作物在一個變得更加乾燥和炎熱的世界中茁壯成長。
一旦Antabactin幫助種子發芽成為健康的植物,農民就可以在生長季節的早期通過噴洒Opabactin開始節水。 這樣,當植物開始開花時,就有足夠的水被”儲存”起來。
Vaidya說:「就像女性在懷孕期間需要更多的營養一樣,植物在開花和即將結果的時候需要更多的水和營養。 大多數作物都是如此,尤其是像玉米和小麥這樣的經濟相關作物。 ”
該研究小組繼續研究ABA在其他各種植物物種中誘導的種子休眠的變化。 他們還想研究Antabactin作為一種化學工具,在水分不受限制的溫室環境中增加植物生長。
Vaidya說:「我們希望確定支配種子休眠的關鍵分子角色,最終減少由於不幸的種植時間或種子發芽不良而造成的作物產量損失的影響。 ”