極端干旱是公認的氣候變化影響之一。今年，北歐和東歐降雨量的減少和異常炎熱的溫度造成了谷物和馬鈴薯作物以及其他園藝物種的巨大損失。專家們一直警告說，為了確保糧食安全，有必要使用在干旱條件下具有生產力的植物品種。現(xiàn)在，由農業(yè)基因組研究中心(CRAG)的研究員anacaio-Delgado領導的研究團隊，通過改變植物類固醇激素(稱為油菜素類固醇)的信號轉導，獲得了抗旱性增強的植物。這項發(fā)表在《自然通訊》上的研究首次找到了一種在不影響植物整體生長的情況下提高抗逆性的策略。
不同的受體和不同的細胞有不同的功能。
anacao-Delgado已經研究植物類固醇-油菜素類固醇如何調節(jié)模式植物擬南芥的發(fā)育和生長超過15年。眾所周知，這些植物激素與不同的細胞膜受體結合，導致細胞內信號級聯(lián)，最終產生細胞伸長或分裂等效應。自2016年以來，得益于歐洲研究理事會(ERC)資助的一個項目，她的實驗室利用這些知識找到了賦予植物抗旱能力的策略。通過改變油菜素類固醇的信號，研究人員迄今為止已經獲得了抗旱性增強的擬南芥植物，但是這些植物比相應的對照小得多，因為這些激素對植物生長的復雜影響。
在《自然通訊》(Nature Communications)出版的書中，研究人員研究了擬南芥(Arabidopsis thaliana)植物的抗旱性和生長情況，這些植物具有不同油菜素類固醇受體的突變。這項詳細研究的結果是，研究人員發(fā)現(xiàn)，在維管組織中過量表達BRL3油菜素類固醇受體的植物比對照植物更能抵抗缺水，而且與其他突變體不同，它們的發(fā)育沒有缺陷。和成長。Cao-Delgado解釋說：“我們發(fā)現(xiàn)，只有通過局部修飾維管系統(tǒng)中的油菜素類固醇信號，我們才能獲得抗旱植物，而不會影響它們的生長。后來CRAG的研究人員與歐美日的研究人員合作，對轉基因植物中的代謝產物進行了分析，證明了過量表達BRL3受體的擬南芥植物在地上部分和根部產生了更多的麝香保護代謝產物(糖和脯氨酸)。在正常灌溉條件下。當這些植物暴露在干旱條件下時，這些保護性代謝物會迅速在根部積累，保護它們免受干燥。因此，BRL3的過度表達使植物能夠應對缺水。這種機制被稱為啟動，在某種程度上可以與疫苗在人體中的作用相提并論，它還可以使身體對未來的病原體做出反應。
從基礎研究到應用研究。農業(yè)興趣物種的潛在解決方案。
盡管這一發(fā)現(xiàn)是用擬南芥(一種被用作模式植物的小型草本植物)做出的，但由Cao-Delgado領導的研究團隊一直在將這一策略應用于農業(yè)感興趣的植物，尤其是谷物?！案珊凳钱斀褶r業(yè)最重要的問題之一。到目前為止，通過生物技術來培育更抗旱的植物的努力并不十分成功，因為干旱總是隨著抗旱能力的增強而減少。植物生長和生產力?？磥砦覀兘K于找到了一個適用的策略，我們希望繼續(xù)探索它，”卡尼奧-德爾加多總結道。
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