中美科學(xué)家揭開雜交植物優(yōu)勢(shì)之謎

牧童

中美科學(xué)家揭開雜交植物優(yōu)勢(shì)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(xué)家近日研究發(fā)現(xiàn)，雜交植物比其親本生長(zhǎng)更大更好的原因在于，它們負(fù)責(zé)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(xué)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(xué)家一直未能理解其中的分子機(jī)制。
在最新的研究中，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)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(dá)得到了增加，在白天的時(shí)候，表達(dá)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(dǎo)致植株更加高大。
在進(jìn)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(shí)鐘調(diào)節(jié)子和生長(zhǎng)勢(shì)（growth vigor）之間的直接聯(lián)系。生理時(shí)鐘控制著植物和動(dòng)物的生長(zhǎng)、代謝和適切性。研究人員發(fā)現(xiàn)，在白天的時(shí)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(dǎo)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(zhǎng)勢(shì)，這肯定不是這種現(xiàn)象背后的唯一機(jī)制，但它是一個(gè)巨大的進(jìn)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(shí)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。”（科學(xué)網(wǎng) 梅進(jìn)/編譯）
（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature07523，Zhongfu Ni，Z. Jeffrey Chen）