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种子不愿意发芽?科学家利用化学物质,让种子“想开了”

来源:前瞻网

种子不愿意发芽?科学家利用化学物质,让种子“想开了”

植物有感知干旱的能力。当植物感觉干旱来临时,会释放出一种激素,称为脱落酸(ABA),可以帮助它们保持水分。这种激素会向种子发出一个信息,告诉种子现在不是发芽的好时机。在气候变化的影响下,全球变暖,极端天气增加,很多地区出现高温干旱天气,因此不发芽的种子也增多了。种子不发芽,会导致粮食作物产量下降,食物也减少。

最近,在加州大学河滨分校的研究团队,发现了一种新化学物质,可以帮助原本处于休眠状态的种子重新焕发生机。

如果阻止ABA激素,这样就能扰乱植物用来防止种子发芽的化学途径。研究团队称,新化学物质Antabactin,正是这样做的。如果成功应用这种化学物质,这样休眠的种子就会发芽。

一种模仿ABA激素效果的化学物质Opabactin,减缓了植物的生长,使其保存水分,不至于枯萎。它通过诱导植物关闭其叶子和茎中的微小孔隙来发挥作用,从而防止水分外流。接下来,研究小组希望找到一种能产生相反效果的分子,打开这些孔隙,鼓励发芽并增加植物生长。对此,研究小组制作了4000个这种化学物质的衍生物。

研究成员发现,将Antabactin应用于大麦和西红柿种子可以加速发芽。研究人员推测,Antabactin和Opabactin可以一起使用,帮助农作物在干燥和炎热环境中茁壮成长。一旦Antabactin帮助种子发芽成为健康的植物,农民就可以在生长季节的早期,喷洒Opabactin。这样,当植物开花时,就有足够的水被“储存”起来。

研究小组还会继续研究ABA在其他植物物种中导致种子休眠的情况。希望能确定支配种子休眠的关键分子角色,最终减少由于不幸的种植时间,或种子发芽不佳而造成的作物产量损失的影响。

题为“Click-to-lead design of a picomolar ABA receptor antagonist with potent activity in vivo”的相关研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。