科技日報(bào)多倫多10月14日電 （記者馮衛(wèi)東）加拿大卡爾加里大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組，在最新一期美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表論文稱，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)遺傳增強(qiáng)的植物基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，可防止油菜作物在成熟時(shí)產(chǎn)生“綠色種子”。
“種子綠化”是一個(gè)長期困擾農(nóng)業(yè)界的問題，僅在北美地區(qū)每年造成的損失就接近1.5億美元。
卡爾加里大學(xué)生物科學(xué)系助理教授塞繆爾稱，全加拿大油料作物的年產(chǎn)值為150億美元。但每年油菜籽成熟期間，不可預(yù)知的輕度霜凍會損害作物品質(zhì)，并造成嚴(yán)重?fù)p失。
霜凍雖不會殺死植物，但它會在種子中“固化”綠色。發(fā)生在零下2℃至0℃的非致命性霜凍，可在成熟的油菜籽中造成高達(dá)20%的綠色種子，而成熟的正常種子應(yīng)為棕色或黑色。成熟種子中葉綠素的存在會影響油料的質(zhì)量，產(chǎn)生令人不快的味道和氣味，并縮短油料的保質(zhì)期。
研究人員對擬南芥的去綠化過程進(jìn)行了研究。擬南芥是研究人員常用的植物模型，其與油菜作物具有十分緊密的親緣性。研究人員對產(chǎn)生綠色成熟種子的擬南芥“突變”植株進(jìn)行了遺傳分析，并找到了種子發(fā)育及在種子成熟過程中去除葉綠素所需的通路。
研究人員發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)基因表達(dá)的蛋白ABI3是使種子去綠化的關(guān)鍵。ABI3可調(diào)控一個(gè)葉綠素退化相關(guān)基因的表達(dá)，并產(chǎn)生與綠色相對應(yīng)的黃色。他們還發(fā)現(xiàn)，即便經(jīng)過嚴(yán)寒處理，擬南芥中的ABI3高表達(dá)可使正常去綠化的種子形成成熟的棕黑色種子。這也意味著，ABI3過度表達(dá)可使植物更好地抵御嚴(yán)寒。
塞繆爾表示，鑒于擬南芥與油菜籽之間的相似性，很容易從油菜籽中分離出相同基因，并使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)建出一種既可抵御嚴(yán)寒、又能產(chǎn)生成熟的棕黑色種子的油菜新品種。實(shí)驗(yàn)測試證明，油菜籽中的基因工作方式與擬南芥完全相同。(來源:科技日報(bào))
