植物必须处理不同的环境条件才能生存。随着2014年历史记录是有史以来最温暖的一年,最近的挑战包括高温和较少的供水,这可以大大降低产量,最终使农民损失数十亿美元。
如果发生干旱,植物自然会产生一种称为脱甲酸(ABA)的应激激素,该激素抑制植物的生长并减少植物的水需求。为此,ABA与它结合时会打开特殊的蛋白质。随着蛋白质的打开,叶子上的护卫细胞闭合,减少了水分流失,然后有助于植物生存,尽管水的供应量降低。
但是,ABA生产昂贵,因此简单地将其用作农作物的喷雾是不切实际的。更不用说激素一旦进入植物的细胞内,对光敏感并迅速失活。研究小组探索的另一个行动方案是开发一种合成形式的ABA,该形式将模仿激素的功能。但是,这也将是昂贵且冗长的发展。
在加利福尼亚大学的科学家领导的一支团队中,河滨通过利用了一种不同的方法,而不是已经用于控制许多水果和蔬菜中的真菌病原体的农业化学。与之合作拟南芥这是一种模型植物,是番茄植物,研究人员开发了一种特殊蛋白质ABA结合的版本,该版本与所述蛋白质进行了工程,以在遇到农业化学曼陀罗帕胺而不是ABA时激活。
研究人员表明,在喷洒曼陀莫胺时,重编程的植物在其叶子中有效封闭的封闭式护罩细胞与ABA结合到特殊蛋白质时所产生的效果相同。保卫细胞关闭后,可以防止水分流失,并且重编程的植物在模拟干旱中幸存下来。
“我们成功地将农业化学重新利用,用于通过基因设计植物受体的新应用,这是以前从未做过的,”说肖恩·卡特勒(Sean Cutler),该研究的对应作者。 “我们预计,这将允许其他农产品控制其他有用的特征,例如抗病性或生长速率。”
研究,出版在日记中自然,得到Sygenta和国家科学基金会的部分支持。 Sygenta生产被销售为Revus的曼陀一种脂酰胺。
参与该研究的其他研究人员包括Sang-Youl Park,Brian Volkman,Francis Peterson,Jin Yao和Assaf Mosquna。沃尔克曼(Volkman)和彼得森(Peterson)在威斯康星州医学院任职。