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科学家揭穿了与作物耐寒性的潜在联系

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-11-05浏览次数:657

当温度下降时,为植物生长和产量提供动力的酶Rubisco变得暗淡无光。许多作物弥补了更多Rubisco的产量;然而,科学家推测,一些作物可能缺乏叶子促进这种酶产生的空间,使它们更容易受寒。伊利诺伊大学和麻省理工学院的一项新研究驳斥了这一理论,但发现这些作物远未达到其光合作用潜力。

植物科学家知道,大豆,水稻和其他C3作物的叶子中还有额外的Rubisco空间。然而,C4作物 - 如玉米和甘蔗 - 使用叶肉细胞将二氧化碳生物化学泵入其内部细胞,称为束鞘,其中Rubisco的二氧化碳浓度比大气水平高十倍。更多的二氧化碳使Rubisco更有效率。

“但是,通过将酶分离成叶子的一部分,是否有足够的空间容纳较低温度下需要的大量Rubisco?”斯蒂芬斯蒂芬,Ikenberry Endowed大学作物科学与植物生物学总裁,Carl R. Woese Institute对于基因组生物学,Illinois Long说。

该研究发表在实验植物学杂志上,测量了Rubisco中叶绿体的体积,这些叶绿体存在于玉米,甘蔗和耐寒草的鞘中。该小组得出结论,这些C4作物的叶绿体体积足以容纳足够的Rubisco用于低温下的光合作用。令人惊讶的是,芒草具有最小的叶绿体,表明叶绿体体积与耐寒性之间没有相关性。

“然而,这些植物仍然无法达到其最大潜在的能量输出,”伊利诺斯州博士后研究员查尔斯皮尼翁说,他的工作得到了爱德华威廉和简马古塞尔捐赠的支持。 “现在我们已将空间排除在限制因素之外,我们需要探索其他因素对这些重要作物耐寒性的影响。”

通过解开耐寒性的关键,植物科学家可以扩大这些作物的种植面积和季节,以促进全球食品和生物能源的生产。接下来,研究人员计划比较芒草属植物的耐寒性,以确定重要的差异。

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