新澤西州新不倫瑞克市(2021 年 8 月 16 日)——浮萍是一種小型淡水漂浮植物，是科學(xué)家們在氣候變化和全球人口激增的時代發(fā)現(xiàn)種植更耐寒和更可持續(xù)作物的新策略的絕佳實驗室模型。羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)現(xiàn)。
該研究的資深作者、新不倫瑞克羅格斯大學(xué)植物生物學(xué)系特聘教授Eric Lam說：“需要新模型來使用多學(xué)科方法來解決植物生物學(xué)中復(fù)雜的分子和生態(tài)過程。”“浮萍非常適合在這些努力中發(fā)揮重要作用。”
該研究發(fā)表在《植物細胞》雜志上。
浮萍(家庭浮萍)，最小的開花和地球上增長最快的植物，有很多好處，包括提供野生動物棲息地和食物被，飼料和生物燃料的可持續(xù)發(fā)展的源泉。但如果管理不當(dāng)，也會迅速傳播并剝奪池塘中的氧氣，從而殺死魚類和有益藻類。
浮萍因其全球分布(如鴨子)和快速生長(如雜草)而得名，從 1950 年到 1990 年，浮萍常用于實驗室研究，然后在基因組學(xué)時代被大葉水芹或鼠耳水芹(擬南芥)大部分取代，芥菜科中的一種模式植物，提供簡單的遺傳學(xué)和小基因組。
但過去十年基因組技術(shù)的進步以及對尋找替代性和更可持續(xù)作物的日益增長的需求，重新燃起了人們對浮萍作為模型的興趣，以便在從植物生物學(xué)和生態(tài)學(xué)到時間生物學(xué)的各個領(lǐng)域進行發(fā)現(xiàn)。
來自羅格斯大學(xué)、索爾克研究所和國際專家團隊的研究人員回顧了浮萍的解剖學(xué)、生長、生理學(xué)和分子特征，與其他模式植物相比，浮萍具有獨特的特征，使其成為解決復(fù)雜生物學(xué)問題的模式植物的絕佳候選者。一個例子是來自多個浮萍物種的基因組序列表明，與其他模式植物物種相比，這些水生植物的基因數(shù)量較少，這可能使浮萍成為一種更簡單的植物模型來表征每個基因的功能。
此外，羅格斯大學(xué)和索爾克研究所的合作團隊最近發(fā)表的研究表明，浮萍家族中最小的成員Wolffia可以通過最大限度地減少對每日晝夜循環(huán)的基因控制水平來節(jié)省其生長能量。
“因此，我們建議浮萍植物家族是一個極好的平臺，可以發(fā)現(xiàn)改善植物生長的新策略以及優(yōu)化植物恢復(fù)力和生產(chǎn)力的環(huán)境響應(yīng)，”Lam 說。
盡管浮萍已經(jīng)適應(yīng)了水生棲息地，但它具有與經(jīng)過充分研究的作物植物相同類型的基因和途徑。
“因此，我們可以從研究這些小植物中學(xué)到的新策略有可能用于重新設(shè)計傳統(tǒng)作物，賦予它們新的特性，”林說。“此外，隨著浮萍生物產(chǎn)品的商業(yè)化發(fā)展勢頭強勁，我們和我們的合著者樂觀地認(rèn)為，我們在實驗室開展的基礎(chǔ)研究將有助于將浮萍的驚人生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為新的可持續(xù)作物，從而增加傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。 ”
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