植物遇到蟲害和氣候變化怎么辦？新方法可幫助開啟防御機制，提高糧食產量

2014年，糧農組織發布的《糧食不安全狀況2014》報告指出，世界饑餓人口已達10.2億，創歷史最高水平。該組織還宣稱，這還不包括那些正在遭受維生素缺乏、營養不足和其他形式營養不良的人，遭遇糧食安全困擾的人其總人數可能接近30億——約占世界總人口的一半。

來自卡內基大學的Kangmei Zhao和Sue Rhee的新工作揭示了一種新的機制，通過這種機制，植物能夠迅速激活對細菌感染的防御。這一研究可以提高作物產量，減輕全球的糧食負擔。

Rhee解釋說：“了解植物如何對壓力環境做出反應，可以讓我們制定出策略，保護糧食和作物免受不斷變化的氣候影響。”

這項工作發表在eLife上，研究員研究了一種名為Camalexin的植物防御化合物，包括它是如何通過基因被激活的。

像其他植物代謝物一樣，Camalexin是由專門的工人——稱為酶的蛋白質合成的，這種酶還執行著細胞的許多功能。當植物處于環境壓力下時，Camalexin會激活編碼這些酶的基因。研究人員還發現該植物細胞能夠迅速啟動生產線，并在適當的時候對外部或威脅作出反應。

想象一下，一個細胞的基因組是一個巨大的圖書館，每個基因是一本書，而每個染色體是一個極其巨大的書架。細胞有不同的機制，可以在這個龐大的信息庫中迅速找到它所需要的基因，以便將它轉錄和翻譯，制造出編碼的蛋白質，并對環境條件做出反應，包括威脅和壓力。

Camalexin和其他防御化合物對植物來說通常是有毒的。所以，一直制造這些防御化合物對植物來說是很不利的。植物科學家們早就知道，受到害蟲和病原體的攻擊時，植物才會合成這些防御化合物。科學家現在對一個分子機制有了新的掌握，該機制可精確地讓植物在特定時間制造出Camalexin。這一發現可以為應對氣候變化和全球饑餓的戰略提供信息，甚至可以為合成植物中提取的藥物提供信息。

該研究論文題為"A novel bivalent chromatin associates with rapid induction of camalexin biosynthesis genes in response to a pathogen signal in Arabidopsis"，已發表在eLife期刊上。

前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：https://elifesciences.org/articles/69508

標簽： 氣候變化 糧食