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科学家发现了一种新的生物化学途径,可能有助于开发更具弹性的作物品种

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-24 11:52  浏览次数:0
摘 要:牛津大学植物科学系的研究人员在植物中发现了一种新的生化途径,他们将其命名为CHLORAD。通过操纵CHLORAD途径,科学家可以改变植
     牛津大学植物科学系的研究人员在植物中发现了一种新的生化途径,他们将其命名为CHLORAD。通过操纵CHLORAD途径,科学家可以改变植物对环境的反应。例如,可以改善植物耐受高盐度等胁迫的能力。
 
     研究人员希望他们在“科学”杂志上发表的研究成果将为新的作物改良战略开辟道路,这对于我们面临为2050年预计将达到近100亿的人口提供粮食安全的前景至关重要。
 
    CHLORAD途径有助于调节植物细胞内称为叶绿体的结构。叶绿体是定义植物的细胞器。除了许多其他代谢,发育和信号功能外,叶绿体还负责光合作用 - 这一过程利用太阳能来为生命的细胞活动提供动力。因此,叶绿体不仅对植物而且对依赖植物和农业的无数生态系统都是必不可少的。
 
     叶绿体由数千种不同的蛋白质组成,其中大部分蛋白质在细胞的其他地方制造并由细胞器进口。必须非常仔细地调节这些蛋白质,以确保细胞器保持正常运作。 CHLORAD途径通过去除和处理不必要或受损的叶绿体蛋白起作用;因此,名称CHLORAD,代表“叶绿体相关蛋白质降解”。
 
      首席研究员Paul Jarvis教授说:“从鉴定叶绿体蛋白质进口机器 - 向叶绿体中提供新蛋白质二十年 - 我们对CHLORAD途径的发现首次揭示了如何从叶绿体中除去单个不需要的蛋白质“。研究员Qihua Ling博士说:'我们之前的研究表明,叶绿体膜中的蛋白质被叶绿体外的蛋白质降解系统消化。因此,关键问题是:如何从膜中提取叶绿体蛋白质以实现这一目标?我们对CHLORAD系统的发现回答了这个问题,我们发现了两种在这个过程中起作用的新蛋白质。
 
     共同研究员William Broad博士补充说:“叶绿体是真核细胞器,它们起源于10亿年前的光合细菌,通过一种叫做内共生的过程。值得注意的是,CHLORAD系统含有真核起源和细菌来源的混合物。这提供了一个有趣的例子,说明真核宿主细胞是如何逐渐进化的,以新颖的方式选择可用的工具,以治理它们的内共生细胞器。
 
      生物技术和生物科学研究委员会Frontier Bioscience负责人Peter Burlinson说:“这种生物化学途径的发现是一个很好的例子,说明基础植物生物学研究的见解如何能够揭示出更有生产力和更有生产力的作物的潜在新策略。这有助于说明基础科学在应对全球主要挑战方面的价值,包括全球人口不断增加,环境压力以及对提供粮食安全的需求增加。
 
      到2050年,目前的粮食生产水平必须至少增加70%才能满足不断增长的世界人口的需求,并将饮食偏好转向更多的动物产品,而世界上38%的土地和70%的淡水是已经用于农业。非生物胁迫,包括干旱,高温和低温,土壤盐分,养分缺乏和有毒金属,是产量损失的主要原因,根据作物和地理位置,作物生产力降低50-80%。
 
      因此,开发能够在压力条件下获得稳定产量的抗逆作物是确保未来粮食安全的重要战略。考虑到伴随全球气候变化的极端天气条件的频率增加,这种需求尤为迫切,这会导致更严重的环境压力,更频繁的植物病害爆发,以及降低的产量和收获质量。
 
 
 
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