優(yōu)化植物口 提高產(chǎn)量

它們可以像小開口一樣打開和關(guān)閉：通過所謂的氣孔，植物調(diào)節(jié)對生長很重要的氣體交換。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)研究了一種被稱為草的著名呼吸系統(tǒng)的遺傳基礎(chǔ)。事實(shí)證明，他們的氣孔概念并不負(fù)責(zé)任何特定的遺傳因素——這個系統(tǒng)似乎只是一個“廉價(jià)”的組合。研究人員表示，對牧草專利的深入了解可能有助于提高產(chǎn)量。

氣孔對植物的生長至關(guān)重要：空氣中的二氧化碳通過微小的氣孔進(jìn)入組織，在那里作為光合作用的來源，植物通過這些氣孔形成含碳化合物。此外，植物通過氣孔調(diào)節(jié)其水分平衡：它們被打開，水蒸氣被排出，水蒸氣被提供在植物的上部區(qū)域，從而允許營養(yǎng)汁從根部隨后流動的真空。另一方面，如果缺水嚴(yán)重，氣孔關(guān)閉，水分損失有限。

微小的毛孔具有全球重要性。

植物的重要功能是最終的氣孔系統(tǒng)，具有全球重要性：大氣中超過30%的二氧化碳總量通過每年的氣孔，研究人員強(qiáng)調(diào)斯坦福大學(xué)的多米尼克貝格曼(Dominic Begemann)。水的重要性同樣重要：毛孔每年釋放的水蒸氣是現(xiàn)在大氣的兩倍。

氣孔的基本功能原理在所有植物中都是一樣的：兩個細(xì)胞之間形成一個可以打開或關(guān)閉的間隙。然而，有不同的版本：在大多數(shù)植物中，保衛(wèi)細(xì)胞是腎形的。草，包括許多農(nóng)作物，如水稻、玉米和小麥，形狀像啞鈴。此外，氣孔在莖上成排排列——相反，它們隨機(jī)分布在葉表面的其他植物上。根據(jù)以前的研究，已知草系統(tǒng)對于吸收二氧化碳特別有效，同時(shí)避免了過多的水分損失。一個人懷疑

繼承的巧妙實(shí)現(xiàn)

以往關(guān)于氣孔系統(tǒng)遺傳基礎(chǔ)的知識大多來自于模式植物擬南芥的研究。它是卷心菜的親戚——它有一個標(biāo)準(zhǔn)的腎形氣孔系統(tǒng)。伯格曼和他的同事們現(xiàn)在第一次有目的地探索草的特殊氣孔背后的遺傳概念的發(fā)展。作為一個模型，他們使用了短柄草。

通過基因工程，他們獲得了對基因和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的見解，這些基因和調(diào)節(jié)系統(tǒng)負(fù)責(zé)草中氣孔的數(shù)量、分布和形狀。令人驚訝的是，它表明草甚至沒有獨(dú)特的氣孔基因——它們使用與其他植物相同的遺傳物質(zhì)，但方式有所改變：這些成分導(dǎo)致了以禾本科為代表的高效呼吸系統(tǒng)的特殊組合，這解釋了博格曼和他的同事。

根據(jù)研究人員的研究，這一發(fā)現(xiàn)可能被用于植物育種：“我們現(xiàn)在有了代表一般氣孔試劑盒的遺傳因素，”博格曼說。“植物顯然使用相同的基本成分，但它們的相互作用是不同的。從科學(xué)的角度來看，這不僅有趣，而且你還可以利用這些結(jié)果來改善草的生長，作為食物或燃料的供應(yīng)，”這位科學(xué)家說。

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