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        GSNOR基因是一種主要的鐵耐受性基因調(diào)節(jié)因子

        鐵是植物生長所必需的,但由于降雨大,通氣能力差,許多酸性土壤會(huì)因過量的鐵而中毒。在諸如西非和熱帶亞洲等洪水季節(jié)劇烈的國家,這可能對大米等主食的作物產(chǎn)量產(chǎn)生巨大的影響。

        GSNOR基因是一種主要的鐵耐受性基因調(diào)節(jié)因子

        8月29日,索爾克研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種主要的鐵耐受性基因調(diào)節(jié)因子,一種叫做GSNOR的基因。

        “這是第一次發(fā)現(xiàn)一個(gè)基因及其天然變異體對鐵的耐受性,”沃爾夫?qū)?middot;布希副教授(Wolfgang Busch)說。“這項(xiàng)工作令人興奮,因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在了解了植物如何在壓力大的條件下生長,例如高鐵水平下,這可以幫助我們研究獲得更多的抗性作物。”

        在水稻等植物中,土壤鐵水平升高會(huì)傷害作物中的脂肪和蛋白質(zhì),降低根系的生長能力,從而直接損害細(xì)胞。然而,一些植物似乎對高鐵水平具有內(nèi)在的耐受性;科學(xué)家想要了解其中的原因。

        “我們相信這種抗性是有遺傳機(jī)制的,但目前還不清楚是哪些基因造成的。”第一作者李寶海(音譯)說,“為了研究這個(gè)問題,我們利用數(shù)百種不同植物的自然變異的力量,研究了對高鐵水平的遺傳適應(yīng)性。”

        科學(xué)家們首先測試了一種小型芥菜植物的一些菌株,觀察鐵抗性是否有自然變化。

        一些植物確實(shí)對鐵的毒性表現(xiàn)出耐受性,研究人員使用了一種叫做全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)的方法來定位負(fù)責(zé)的基因。他們的分析指出,GSNOR基因是使植物和根在鐵環(huán)境中生長的關(guān)鍵。

        研究人員還發(fā)現(xiàn),這種耐鐵機(jī)制與一氧化氮的活性有關(guān)。

        高水平的一氧化氮會(huì)降低植物根系對鐵的耐受性,當(dāng)植物沒有GSNOR基因時(shí),就會(huì)發(fā)生這種情況。GSNOR可能在一氧化氮代謝中起核心作用,并調(diào)節(jié)植物對細(xì)胞應(yīng)激和損傷的反應(yīng)能力。

        這種一氧化氮機(jī)制和GSNOR基因也影響其他植物的耐鐵性,如水稻和豆科植物,表明這種基因及其活性在許多植物中是至關(guān)重要的。

        布希說:“通過鑒定這種基因及其賦予鐵耐受性的基因變異,我們希望幫助水稻等植物在含鐵水平較高的地區(qū)提高對鐵的抵抗力。”

        接下來,李將在中國浙江大學(xué)開辦自己的實(shí)驗(yàn)室。他計(jì)劃在水稻中找出相關(guān)的基因變異,并觀察鐵耐性變異能否提高其作物產(chǎn)量。

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