英研究稱:增加植物根毛長度可提高作物產(chǎn)量
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-09-02 11:08:04
面對氣候變化,由于肥料和供水導致了極大的能源和環(huán)境成本,讓作物更有效率地吸收營養(yǎng)和水從而增加產(chǎn)量顯得越發(fā)重要。英國布里斯托大學科學家揭示了如何增加植物根毛(root hair)長度,而具較長根毛的植物能更有效地吸收水和養(yǎng)分,從而可能提高作物產(chǎn)量。研究相關(guān)論文在線發(fā)表于12月14日的《自然—細胞生物學》(Nature Cell Biology)。
論文第一作者、布里斯托大學生物學博士生Angharad (Harry) Jones表示:“每根根毛都是一個單獨的伸長的細胞,其長度依賴于植物生長激素的供給程度。難點在于理解植物生長素如何傳送到根毛來促進生長。”1880年,達爾文和他的兒子Francis第一次發(fā)現(xiàn)了植物的向光性生長,這一發(fā)現(xiàn)最后導致了植物激素的發(fā)現(xiàn)。
由于無法直接觀察到植物生長素,Jones使用了由美國巴德學院(Bard College)物理學家Eric Kramer創(chuàng)建的計算機模型來計算植物生長素可能會出現(xiàn)的位置。
模型揭示出了令人驚奇的結(jié)果,植物生長素不是直接到達根毛細胞,而是通過旁邊的細胞作為管道來傳輸。在傳輸過程中,一些植物生長素發(fā)生泄露,為根毛細胞提供了令其生長的信號。這一新的見解將非常有助于農(nóng)民培育可持續(xù)性作物,而且可降低肥料浪費,從而避免對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞。
論文通訊作者、布里斯托大學的Claire Grierson補充說:“這一重要的新工作是‘綜合生物學’的一個例子, 是一種創(chuàng)新的、多學科方法,利用數(shù)學模型和計算機模擬來驗證單靠實驗很難或無法研究的想法。這一方法產(chǎn)生了對生物學機理突破性和令人驚奇的理解,而用其它方法很可能無法發(fā)現(xiàn)。”
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