近日，記者從浙江大學(xué)獲悉，該校農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院樊龍江教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合日本科學(xué)家團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)5年攻關(guān)，首次揭示了相關(guān)基因在基因組上成簇排列是水稻合成對(duì)抗稗草的“生化武器”稻殼素的關(guān)鍵，同時(shí)證實(shí)這樣的基因成簇進(jìn)化事件，通過(guò)趨同進(jìn)化在植物界已獨(dú)立發(fā)生了多次。相關(guān)成果發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》上。
為應(yīng)對(duì)以稗草為主的稻田雜草，種植戶會(huì)選擇噴打除草劑，但這一做法會(huì)造成農(nóng)藥殘留、污染土壤和生產(chǎn)成本增加。除了借用外力，水稻自身也進(jìn)化出了稻殼素這一防御性的次生代謝產(chǎn)物，可通過(guò)根系分泌，抑制周邊稗草等植物的生長(zhǎng)。探究稻殼素的生成機(jī)制，對(duì)于未來(lái)水稻育種尤為重要。
中日科學(xué)家基于已測(cè)序的100多個(gè)植物基因組序列大規(guī)模分析，發(fā)現(xiàn)目前在植物界中只有水稻、大灰蘚以及稗草進(jìn)化出了稻殼素基因簇。雖然一些植物也進(jìn)化出稻殼素合成相關(guān)關(guān)鍵基因，但它們沒(méi)有在基因組上緊密排列成簇，因此無(wú)法合成稻殼素。樊龍江說(shuō)，基因簇在進(jìn)化上有選擇優(yōu)勢(shì)，防御抵御外來(lái)的影響，基因成簇似乎是合成稻殼素的必要條件。
科研人員還發(fā)現(xiàn)，稻殼素的合成是物競(jìng)天擇的獨(dú)立進(jìn)化事件。“也就是說(shuō)，未來(lái)還可能發(fā)現(xiàn)具有稻殼素的其他植物。”樊龍江說(shuō)。(洪恒飛 柯溢能 記者江耘)
標(biāo)簽： 水稻
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