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科技日报--普通杂草被发现是“超级植物”

2022-11-11 14:29阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5119766161

题记：马齿苋整合了两种不同的代谢途径，产生了一种独特的光合作用，使植物能够抵御干旱，同时保持高产。对马齿苋叶片内的基因表达进行了空间分析，发现C4和CAM活性完全整合。它们在相同的细胞中工作，CAM反应的产物由C4途径处理。该系统在干旱时为C4植物提供了不同寻常的保护水平。植物的这种整合能力令人类惊叹！
附图：马齿笕（非常常见的一种野菜） 科技日报--普通杂草被发现是“超级植物”
植物已经进化出一套不同的过程来增强光合作用（绿色植物利用阳光从二氧化碳和水中合成营养）。例如，玉米和甘蔗进化出C4光合作用，使植物在高温下保持高产。多肉植物，如仙人掌和龙舌兰，有另一种被称为CAM的光合作用，这使它们能够生活在沙漠和其他干旱地区。C4
>和CAM具有不同的功能，但它们都使用相同的生化途径作为传统光合作用的“附加组件”。原来植物在进化的进程中随时在为自己的生存提供备份！
普通杂草被发现是“超级植物”
科技日报--普通杂草被发现是“超级植物”
科学家们可能会想出新的策略，通过更好地理解新植物中的新陈代谢途径，来改造玉米等作物，帮助它们抵御长期干旱。
杂草也可能是抗旱作物的关键。
在一个饱受气候变化困扰的世界里，一种常见的杂草为如何开发抗旱作物提供了重要提示。
耶鲁大学的科学家称，马齿苋整合了两种不同的代谢途径，产生了一种独特的光合作用，使植物能够抵御干旱，同时保持高产。研究人员最近在《科学进展》杂志上发表了他们的发现。
耶鲁大学生态学和进化生物学教授、该论文的资深作者埃里卡·爱德华兹表示：“这是一种非常罕见的性状组合，并创造了一种‘超级植物’，这种植物可能在作物工程等领域会发挥潜在的作用。”
植物已经进化出一套不同的过程来增强光合作用（绿色植物利用阳光从二氧化碳和水中合成营养）。例如，玉米和甘蔗进化出C4光合作用，使植物在高温下保持高产。多肉植物，如仙人掌和龙舌兰，有另一种被称为CAM的光合作用，这使它们能够生活在沙漠和其他干旱地区。C4和CAM具有不同的功能，但它们都使用相同的生化途径作为传统光合作用的“附加组件”。
马齿苋的独特之处在于它展现了这两种进化适应性，使它既高产又耐旱，这是一种植物不寻常的组合。大多数科学家认为C4和CAM在马齿苋叶中独立运作。
但由共同通讯作者、博士后学者Jose Moreno Villena和Haoran Zhou领导耶鲁大学团队，对马齿苋叶片内的基因表达进行了空间分析，发现C4和CAM活性完全整合。它们在相同的细胞中工作，CAM反应的产物由C4途径处理。该系统在干旱时为C4植物提供了不同寻常的保护水平。
研究人员还建立了代谢通量模型，预测了整合的C4+CAM系统出现，这反映了他们的实验结果。
研究人员表示，了解这一新的代谢途径可以帮助科学家设计出新的方法来改造玉米等作物，以帮助抵御长期干旱。
爱德华兹说：“在将CAM循环转化为C4作物（如玉米）方面，在实现这一目标之前，还有很多工作要做。”“但我们所展示的是，这两种途径可以有效地整合并共享产品。C4和CAM比我们想象的更兼容，这让我们怀疑还有更多的C4+CAM物种等待被发现。”

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