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關鍵基因成簇排列 水稻進化出對抗雜草“保護殼”
2020-05-21
科技日報

  科技日報訊 (洪恒飛 柯溢能 記者江耘)近日,記者從浙江大學獲悉,該校農業與生物技術學院樊龍江教授團隊聯合日本科學家團隊經過5年攻關,首次揭示了相關基因在基因組上成簇排列是水稻合成對抗稗草的“生化武器”稻殼素的關鍵,同時證實這樣的基因成簇進化事件,通過趨同進化在植物界已獨立發生了多次。相關成果發表在《美國科學院院報》上。

  為應對以稗草為主的稻田雜草,種植戶會選擇噴打除草劑,但這一做法會造成農藥殘留、污染土壤和生產成本增加。除了借用外力,水稻自身也進化出了稻殼素這一防御性的次生代謝產物,可通過根系分泌,抑制周邊稗草等植物的生長。探究稻殼素的生成機制,對于未來水稻育種尤為重要。

  中日科學家基于已測序的100多個植物基因組序列大規模分析,發現目前在植物界中只有水稻、大灰蘚以及稗草進化出了稻殼素基因簇。雖然一些植物也進化出稻殼素合成相關關鍵基因,但它們沒有在基因組上緊密排列成簇,因此無法合成稻殼素。樊龍江說,基因簇在進化上有選擇優勢,防御抵御外來的影響,基因成簇似乎是合成稻殼素的必要條件。

  科研人員還發現,稻殼素的合成是物競天擇的獨立進化事件!耙簿褪钦f,未來還可能發現具有稻殼素的其他植物!狈埥f。

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