想让作物更抗洪？科学家找到刹车和油门
在越南 ， 一些水稻可在长期洪水环境下存活 。 （图片来源：ALAMY STOCK PHOTO）高度对农作物很重要 。 低矮的作物可以承载更重的谷穗而不会弯曲 ， 高大的作物则更能抵御长期洪水 。 本月 ， 名古屋大学的植物分子遗传学家赤木元之与同事在《自然》刊文 ， 他们对比了生长在深水和浅水两种不同环境中的水稻DNA ， 发现基因ACE1可调控作物加速生长 ， 基因DEC1则起“刹车”作用 ， 二者联合 ， 有望共同控制水稻生长高度 。20世纪中期 ， 育种家更倾向培育短茎的小麦和水稻 ， 此类品种更可能有较高产出 ， 且更不易倒伏 。 后来 ， 生物学家发现 ， 这些变种作物发育过程中产生的赤霉素更少 ， 且对赤霉素释放的某些信号反应更迟钝 ， 比如刺激茎杆生长的信号 。 此类突变也有副作用 ， 如导致干旱多发地区的年幼植物过早进入发育阶段 。东南亚三角洲地区普遍种植水稻 ， 此地季节性洪水退散周期长 ， 水深可长期保持一米或更高 。 研究组发现 ， 在此种环境下的水稻生长速度很快 。 被洪水淹没时 ， 乙烯会在水稻中聚集 ， 产生更多赤霉素 ， 水稻茎长可在一天内增加25厘米 ， 得以在长期深水洪水环境中存活 。最新研究中 ， 研究人员发现：水稻在深水环境中生长时 ， 一旦被水面覆盖 ， 水稻体内的ACE1基因便被激活 ， 茎部细胞受到刺激、分裂 ， 水稻加速生长 。 但在浅水环境中生长的水稻 ， 其ACE1基因则发生了突变 ， 即便被水淹没 ， 水稻的茎也没有再延长 。通过另一项实验 ， 研究组证实了DEC1在浅水水稻品种中的活跃表现 。 即便水稻被淹没 ， DEC1仍然活跃 ， 水稻的茎不再生长 。 而深水水稻被淹没时 ， 其内部的DEC1基因停止表达 ， 茎继续生长 。这两种基因也存在于甘蔗、大麦和二穗短柄草中 。 接受《科学》采访时 ， 利兹大学的植物生物学家劳拉·迪克森表示 ， 如果科学家能控制这两个基因 ， 也许可在不改变植物赤霉素水平的情况下调节植物高度 ， 甚至延伸到水稻之外的作物 。加利福尼亚大学河滨分校的分子生物学家茱莉亚·塞雷斯表示 ， 这可能是分子育种工具箱中一个新的利器 。 未来 ， 这些基因会帮助育种者培育出应对季节性洪水的低产品种 ， 或改进更矮但产量更高的水稻品种 。
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