植物必須處理不同的環境條件才能生存。隨著2014年曆史記錄是有史以來最溫暖的一年,最近的挑戰包括高溫和較少的供水,這可以大大降低產量,最終使農民損失數十億美元。
如果發生乾旱,植物自然會產生一種稱為脫甲酸(ABA)的應激激素,該激素抑制植物的生長並減少植物的水需求。為此,ABA與它結合時會打開特殊的蛋白質。隨著蛋白質的打開,葉子上的護衛細胞閉合,減少了水分流失,然後有助於植物生存,儘管水的供應量降低。
但是,ABA生產昂貴,因此簡單地將其用作農作物的噴霧是不切實際的。更不用說激素一旦進入植物的細胞內,對光敏感並迅速失活。研究小組探索的另一個行動方案是開發一種合成形式的ABA,該形式將模仿激素的功能。但是,這也將是昂貴且冗長的發展。
在加利福尼亞大學的科學家領導的一支團隊中,河濱通過利用了一種不同的方法,而不是已經用於控制許多水果和蔬菜中的真菌病原體的農業化學。與之合作擬南芥這是一種模型植物,是番茄植物,研究人員開發了一種特殊蛋白質ABA結合的版本,該版本與所述蛋白質進行了工程,以在遇到農業化學曼陀羅帕胺而不是ABA時激活。
研究人員表明,在噴灑曼陀莫胺時,重編程的植物在其葉子中有效封閉的封閉式護罩細胞與ABA結合到特殊蛋白質時所產生的效果相同。保衛細胞關閉後,可以防止水分流失,並且重編程的植物在模擬乾旱中倖存下來。
“我們成功地將農業化學重新利用,用於通過基因設計植物受體的新應用,這是以前從未做過的,”說肖恩·卡特勒(Sean Cutler),該研究的對應作者。 “我們預計,這將允許其他農產品控制其他有用的特徵,例如抗病性或生長速率。”
研究,出版在日記中自然,得到Sygenta和國家科學基金會的部分支持。 Sygenta生產被銷售為Revus的曼陀一種脂酰胺。
參與該研究的其他研究人員包括Sang-Youl Park,Brian Volkman,Francis Peterson,Jin Yao和Assaf Mosquna。沃爾克曼(Volkman)和彼得森(Peterson)在威斯康星州醫學院任職。