我科研人員在番茄中發現作物高產“開關”
科技日報福州4月7日電 (記者謝開飛 通訊員曹佳奕)不需要昆蟲或者人工授粉,栽培的番茄就能實現閉花授粉,且結實率比野生番茄顯著提高,奧秘何在?記者7日從(cong) 福建農(nong) 林大學獲悉,該校吳雙教授團隊在全球範圍內(nei) 率先取得重要突破——他們(men) 從(cong) 番茄中發現了植物通過調控表皮毛的發育,來改變花器官的結構,形成閉花授粉方式以提高結實率,從(cong) 而找到了作物高產(chan) 的“開關(guan) ”。相關(guan) 研究成果4月5日在線發表於(yu) 國際期刊《科學》。
番茄是全球消費最多的三大蔬菜之一。鮮為(wei) 人知的是,它在500年前還隻是源自南美洲安第斯山脈的一種野果,經人類馴化才逐漸傳(chuan) 播到世界各地。在此過程中,栽培番茄由原先的開花授粉轉變為(wei) 閉花授粉,結實率較野生品種有了顯著提高,並推動番茄產(chan) 量的提升。但這一轉變背後的變化機製,一直不為(wei) 人知。
該研究發現,在番茄的馴化過程中,現代栽培番茄的雄性花藥邊緣細胞,受三個(ge) 同源結構域—亮氨酸拉鏈基因的調控,形成了一類具有類似於(yu) 拉鏈功能的特殊表皮毛細胞。這些表皮毛細胞通過相互交織作用,將花藥單體(ti) 連接成為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 的筒狀結構,並將雌蕊的柱頭完全包裹在花藥內(nei) ,實現閉花授粉,從(cong) 而在授粉期間與(yu) 外界嚴(yan) 格隔絕,杜絕了外源花粉的接觸和汙染。
“在自然界中,植物為(wei) 應對極端逆境下因缺乏蟲媒可能造成的生殖隔離,也會(hui) 改變自身的花器官結構,達到閉花授粉的目的。”文章第一作者、福建農(nong) 林大學博士後吳敏亮告訴記者,在農(nong) 業(ye) 係統中,植物的閉花授粉具有較高的結實率,並保證了優(you) 良性狀的遺傳(chuan) ,因此成為(wei) 人類改造作物的重要目標之一。該研究有望通過改變植物的授粉方式,為(wei) 未來作物增優(you) 增產(chan) 提供重要參考。
(科技日報)
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