研究人员发现植物如何产生新型抗应激分子

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新研究首次确定了帮助植物在逆境中生长的基因——这对于在全球气候变化下生产更可持续的粮食作物具有重要意义。
这项研究由东英吉利大学 (UEA) 牵头，揭示了使植物能够产生一种新型抗压力分子（二甲基磺酰基丙酸酯，简称 DMSP）的基因。研究显示，大多数植物都会产生 DMSP，但高水平的 DMSP 产量使植物能够在海岸地区生长，例如在盐渍环境中。
研究还表明，只要补充 DMSP 或培育出能够自行生产 DMSP 的植物，植物便可以在干旱等其他恶劣条件下生长。这种方法可能特别有利于缺氮土壤提高农业生产力。
这是首次描述植物产生 DMSP 的基因、确定植物产生这种分子的原因以及发现 DMSP 可用于提高植物抗逆性的研究。该研究结果今天发表在《自然通讯》杂志上。
东安格利亚大学生物科学学院的乔恩·托德教授说：“令人兴奋的是，我们的研究表明，大多数植物都会产生抗压力化合物 DMSP，但盐沼草米草却很特殊，因为它积累的 DMSP 含量很高。这一点很重要，因为米草盐沼是全球 DMSP 生产的热点，也是通过分解 DMSP 的微生物作用产生气候冷却气体二甲基硫醚的热点。”
主要作者、东英吉利大学生物科学学院的 Ben Miller 博士补充道：“这一发现提供了有关植物如何耐受压力的根本理解，并为提高作物对盐分和干旱的耐受性提供了有希望的途径，这对于在全球气候变化面前提高农业可持续性至关重要。”
研究团队包括东英吉利大学生物科学学院、化学、药学和药理学院以及中国海洋大学的科学家。
他们研究了一种能产生高浓度 DMSP 的盐沼大米草（Spartina anglica），并将其基因与能产生这种分子（尽管浓度主要较低）的其他植物的基因进行了比较。
许多这些 DMSP 积累量低的物种都是覆盖英国大片地区的农作物，例如大麦和小麦。
研究人员确定了三种与大米草中 DMSP 的高水平生产有关的酶。DMSP 在压力保护中起着至关重要的作用，并且对于全球碳和硫循环以及气候活性气体的产生至关重要。
盐沼生态系统，特别是以米草为主的生态系统，是 DMSP 生产的热点，因为这些植物能够合成异常高浓度的化合物。