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        科學(xué)家揭穿了與作物耐寒性的潛在聯(lián)系
        
			
        
				2019-03-07 11:27:10
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        當(dāng)氣溫下降時，促進(jìn)植物生長和產(chǎn)量的酶Rubisco變得遲緩。許多作物通過生產(chǎn)更多的Rubisco來彌補(bǔ); 然而，科學(xué)家推測，一些作物的葉子可能缺乏空間來促進(jìn)這種酶的產(chǎn)生，使它們更容易受寒。伊利諾伊大學(xué)和麻省理工學(xué)院的一項新研究駁斥了這一理論，但發(fā)現(xiàn)這些作物遠(yuǎn)未達(dá)到其光合作用潛力。
        

        科學(xué)家揭穿了與作物耐寒性的潛在聯(lián)系
        

        植物科學(xué)家們知道大豆，大米和其他C3 作物的葉子中還有額外的Rubisco空間。然而，C4作物 - 如玉米和甘蔗 - 利用葉肉細(xì)胞生物化學(xué)地將二氧化碳泵入其內(nèi)部細(xì)胞，稱為束鞘，其中Rubisco所處的二氧化碳濃度是大氣水平的十倍。更多的二氧化碳使Rubisco更有效率。
        

        “但是通過將酶分離到葉子的一部分，是否有足夠的空間容納較低溫度下需要的大量Rubisco?” 伊利諾伊州Carl R. Woese基因組生物學(xué)研究所Ikenberry Endowed大學(xué)作物科學(xué)和植物生物學(xué)主席Stephen Long說。
        

        該研究發(fā)表在“實驗植物學(xué)雜志”上，測量了Rubisco保持葉綠體的體積，這些葉綠體存在于玉米，甘蔗以及耐寒芒草的束鞘中。該小組得出結(jié)論，這些C4作物的葉綠體體積足以容納足夠的Rubisco在低溫下進(jìn)行光合作用。奇怪的是，芒草具有最小的葉綠體，表明葉綠體體積與耐寒性之間沒有聯(lián)系。
        

        “然而這些植物仍無法達(dá)到其最大潛在能量輸出，”伊利諾伊州博士后研究員，主要作者查爾斯皮尼翁說，他的工作得到了愛德華威廉和簡馬爾古塞爾的捐贈支持。“現(xiàn)在我們已經(jīng)排除了空間作為限制因素，我們需要探索其他因素對這些重要作物的耐寒性的影響。”
        

        通過解鎖耐寒性的關(guān)鍵，植物科學(xué)家可以擴(kuò)大這些作物的種植區(qū)域和季節(jié)，以促進(jìn)全球的食物和生物能源生產(chǎn)。接下來，研究人員計劃比較芒草品種的耐寒性，以找出重要的差異。
        

        開放獲取的論文“束鞘葉綠體體積可以容納足夠的Rubisco以避免在冷卻過程中限制C4光合作用”由Journal of Experimental Botany發(fā)表。
        
			

			
          
        
			
        
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