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水稻耐逆境能力 中研院发现提高关键

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【大纪元2019年11月15日讯】(大纪元记者徐翠玲台湾台北报导)中研院分子生物研究所院士余淑美与研究团队发现控制水稻糖浓度关键,可藉由开启与关闭α-淀粉水解酵素(αAmy)基因表现,提高水稻耐逆境能力。中研院15日表示,这项技术可育出抗逆境、高产量水稻品种,也可应用于其他谷类改良,有助解决环境变迁造成粮食减产的问题,目前已申请美国专利。

人类必须控制血糖浓度保护健康,植物也需要平衡糖浓度才长得强壮,其中α-淀粉水解酵素(αAmy)是分解植物淀粉最主要的酵素,能控制植物体内糖的产生与利用,其表现受缺糖诱导、被高糖所抑制。

研究团队发现,植物维持所需糖浓度的机制是透过2个蛋白质因子MYBS1及MYBS2互相竞争调控αAmy的产生,在缺糖时,MYBS1进入细胞核促进αAmy的表现分解淀粉为糖;而在高糖时,MYBS2进入细胞核抑制αAmy的产生。另外,干旱及高温也会抑制MYBS2,促使αAmy大量表现,进而显着提高水稻生长速度、耐逆境能力及谷粒产量。

研究团队表示,这个发现终于解开了植物在遭受环境逆境及病菌感染下,却大量产生αAmy之谜,目的就是让植物对逆境更有“抵抗力”。

研究成果已发表于《美国国家科学院期刊》加长版(PNAS, Plus)。余淑美说,此论文为全球首次发现高糖及缺糖能开启与关闭基因表现的分子机制,以维持植物体内糖浓度的平衡,并且也与植物的生长需求、抵抗逆境及提高产量息息相关。

余淑美亦提及,当前全球各大洲因高温及农业水资源匮乏,已对粮食生产造成严重冲击,这项技术可利用较易商业化的基因编辑技术来控制MYBS2及αAmy的表现,改良水稻及其他谷类的品种,增加作物生长效率,并足以耐各种逆境,维持粮食高产量。

责任编辑:郑桦

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