上海科學家多管齊下幫助農作物抗旱

原標題：乾旱有了“剋星” 上海科學家多管齊下幫助農作物提高抗旱本領

圖説：科研人員綜合使用化學與遺傳學手段提高作物的抗旱性來源／中科院上海植物逆境生物學研究中心

　　乾旱是農作物生産發展的重要限制因素，每年全球農作物産量損失有超過半數的“罪魁禍首”就是乾旱。中科院上海植物逆境生物學研究中心朱健康研究員領銜的研究團隊經過多年不懈努力，獲得了一種高效的脫落酸類似物，新類似物的生理活性大幅提高，對植物的抗旱能力的提升甚至要優於脫落酸本身，與遺傳改良作物聯用更可進一步提高作物的抗旱性。10月30日，《自然·通訊》在線發表了該研究成果“綜合使用化學與遺傳學手段提高作物的抗旱性”。

　　乾旱是最常見的環境脅迫因素，嚴重影響農作物的産量和品質，全球氣候變暖無疑將加劇乾旱對農作物的危害。除了開闢水源、節水灌溉等方式，改善作物本身的抗旱能力是保證作物高産穩産的關鍵。由於植物的抗旱性受到多基因控制並受到其它環境因素的影響，機制複雜，目前仍缺乏有效的方法來提高作物的抗旱性。因此，尋找一種有效的抗旱手段和産品在農業生産中具有重要意義。朱健康研究團隊于2013年首次發現脫落酸功能類似物AM1，該化合物在生化與植物生理實驗中表現出接近於天然脫落酸的生理活性，可部分增強植物的抗旱性。脫落酸是植物中唯一專門響應乾旱等環境脅迫的植物激素，又被稱為“抗旱激素”。乾旱脅迫下，脫落酸的積累可加速氣孔關閉並誘導相關基因的表達，從而提高植物的抗旱性，因此可通過外施脫落酸幫助農作物抵禦乾旱環境。

　　由於天然脫落酸存在合成純化困難且在自然光下極易分解等缺點，長期以來並未像其他植物激素一樣廣泛應用於農業生産中。研究人員進一步優化了AM1的分子結構，使其更好地與脫落酸受體結合, 繼而獲得一類新的脫落酸類似物AMF。研究表明，AMF不僅具有與脫落酸高度相似的基因表達調控模式，且該化合物與脫落酸受體的結合能力更強，受體親和性較天然脫落酸高出一個數量級。

　　據悉，研究人員在模式植物擬南芥和經濟作物大豆中進行的一系列生理實驗表明，與脫落酸相比，AMF可在更低的濃度下抑制氣孔開放且持續時間更久，而外施AMF的植物也同樣表現出更強的抗旱性。不僅如此，AMF與特定的遺傳改良作物存在協同作用，兩者聯用對植物抗旱能力的提升要顯著優於單獨使用該化合物或遺傳改良作物。

　　“借助於傳統遺傳手段，脫落酸類似物AMF可幫助農作物更有效地對抗自然界中的乾旱脅迫。研究也提供了一個通過化學與遺傳學手段相結合來有效提高作物抗逆性的範例。”團隊研究人員表示。