中美科學家揭開雜交植物優(yōu)勢之謎

牧童

中美科學家揭開雜交植物優(yōu)勢之謎
這一發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將具有重要意義

中美科學家近日研究發(fā)現(xiàn)，雜交植物比其親本生長更大更好的原因在于，它們負責光合作用和淀粉代謝的基因在白天要更為活躍。這一發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將具有重要的意義。相關(guān)論文11月23日在線發(fā)表于《自然》（Nature）雜志上。
科學家早已知道，諸如雜交玉米等雜交植物比它們的親本更為健壯，產(chǎn)量更高，種子更大。在多倍體植物中也具有類似的現(xiàn)象，超過70%的開花植物都是天然的多倍體。然而，科學家一直未能理解其中的分子機制。
在最新的研究中，中國農(nóng)業(yè)大學的Jeffrey Chen和合作者利用擬南芥研究發(fā)現(xiàn)，在雜交植物和多倍體植物中，與光合作用和淀粉代謝有關(guān)的基因的表達得到了增加，在白天的時候，表達量是其親本的好幾倍。雜交植物和多倍體植物表現(xiàn)出更多的光合作用、葉綠素和淀粉積聚，所有這些導致植株更加高大。
在進一步的研究中，研究人員在雜交植物和多倍體植物中發(fā)現(xiàn)了生理時鐘調(diào)節(jié)子和生長勢（growth vigor）之間的直接聯(lián)系。生理時鐘控制著植物和動物的生長、代謝和適切性。研究人員發(fā)現(xiàn)，在白天的時候，雜交植物和多倍體植物中的一些調(diào)節(jié)子——轉(zhuǎn)錄抑制子被更多地抑制，導致光合作用和淀粉積聚增加。
Chen說：“在此次發(fā)現(xiàn)之前，沒人真正知道雜交和多倍性怎樣增加生長勢，這肯定不是這種現(xiàn)象背后的唯一機制，但它是一個巨大的進步?！?br /> 他表示，利用這一發(fā)現(xiàn)，他們現(xiàn)在可以開發(fā)基因組和生物技術(shù)工具，以發(fā)現(xiàn)和培育更好的雜交和多倍體植物。他說：“我們可以考慮在親本中篩選這些基因，并選擇一些來培育最好的雜交種。這可以通過傳統(tǒng)的培養(yǎng)技術(shù)來實現(xiàn)，并將在提高燃料作物和糧食作物產(chǎn)量方面產(chǎn)生巨大影響?！保茖W網(wǎng) 梅進/編譯）
（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature07523，Zhongfu Ni，Z. Jeffrey Chen）