研究人员接近开发耐热西兰花

在分子水平上研究高温对西兰花的影响,为花的抽苔、畸形背后的机制提供了线索。

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通过苏珊Brackney 2023年2月9日
图片来源:DLeonis/Adobe Stock

我种西兰花的运气一直不好。在过去,我被跳蚤甲虫弄丢了很多。不过,我认为最近出现了更多的极端天气事件和更早的温暖的春天。尽管我尽了最大努力早种植,并选择能适应当地气候的品种,但我几乎总是很快就能种出花椰菜。

我们早就知道,西兰花和西兰花的亲戚,如卷心菜、羽衣甘蓝和花椰菜,在早春和秋季的凉爽天气中表现最好。那么,在凉爽天气变短、整体温度变暖的情况下,究竟可以做些什么来成功种植西兰花呢?

碰巧,一群植物科学家可能离解决这个问题更近了一步。

热的东西

2022年底,康奈尔大学综合植物科学学院和浙江大学农业与生物技术学院的研究人员发表了一项研究的结果杂志上的一项新研究分子园艺.他们一起研究了高温对鸟类的影响芸苔属植物oleracea被称为绿色和谐F1的品种。

他们种植了三组西兰花,分别暴露在特定的温度下——60.8华氏度、71.6华氏度和82.4华氏度。在最低温度下生长的西兰花会长出正常的花头。

至于在两个更高温度下生长的西兰花呢?在71.6华氏度的温度下,这些植物的花冠变形了;在82.4华氏度的温度下,它们看起来更像花椰菜而不是西兰花。然后,研究人员在基因水平上检查了每组的花标本,以了解西兰花植物对热反应背后的机制。

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西兰花螺栓
Rob Duval, Creative Commons

他们的发现

通过对西兰花样本进行全基因组测序,研究人员能够定位与异常花发育相关的基因表达或抑制的遗传密码部分。根据康奈尔大学的新闻稿,“他们发现西兰花的异常花发育是由花发育停止相关基因(FCGs)组调节的。”

换句话说?花椰菜的组成包括影响正常花发育的基因元素。研究人员确定,在高温下,一种叫做DNA甲基化的过程——在这个过程中,一些基因被积极地打开或关闭——在这些异常的、类似花椰菜的花朵的形成中起着重要作用。

在用化学方法阻止甲基化过程发生后,研究人员能够生长出正常的西兰花花头——即使在高温条件下也是如此。


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未来

合著者甘susheng Gan博士通过康奈尔大学的新闻稿说:“一旦我们更好地理解了这一机制,我们就应该能够设计出开发一种新的生物技术的方法,一种抑制DNA甲基化的分子遗传学方法,以便培育出能够在更温暖的温度和更广阔的地区生长的作物。”

尽管Gan和她的同事们怀疑他们的发现可以应用于其他作物,但还需要进一步的研究。如果他们即使在更高的温度下,他们的发现也能防止其他作物出现异常,这可能是一种新型耐热作物的基础,或者至少是更耐热的作物。

这可能意味着,当天气变热时,就不会再吃西兰花了。


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