全球气候变暖带来了干旱、气温上升等环境变化,有研究表明,干旱等极端天气可导致农作物产量下降,致力于减缓全球气候变暖的同时,很多科学家们也在为加强植物、作物抗旱能力而努力。
近日,我国科学家通过研究发现,调控棉子糖合成酶有利于提高植物的耐旱能力。
棉子糖在自然界植物中广泛存在,卷心菜、花椰菜、马铃薯洋葱等蔬菜和葡萄、香蕉、猕猴桃等水果、稻谷以及一些大豆、花生等油料作物的籽仁中都含有数量不等的棉子糖。已有研究发现,通过调控GOLS基因可以提高植物抗逆能力。而对于负责植物棉子糖合成的第二个关键酶基因RAFS的研究相对较少。
研究人员发现,玉米ZmRAFS基因的突变体缺少棉子糖,同时过量积累肌醇半乳糖苷,表现出对干旱胁迫更为敏感。在拟南芥中过量表达玉米ZmRAFS基因显著提高了转基因植株的耐旱性。转ZmRAFS基因拟南芥种子中的棉子糖含量增加,而叶片中的棉子糖含量却降低了。研究发现,之所以出现这样的结果,是因为叶片中合成的蔗糖被运往种子,蔗糖供应不足导致玉米RAFS不能合成棉子糖,而对其另一底物肌醇半乳糖苷进行水解产生肌醇,正是由于叶片中积累的肌醇提高了转基因植物的耐旱性。
这一发现,改善植物的耐旱性提供了新的途径,为解决因干旱导致的作物减产问题提供了思路。