科学家发现稗稻相争的“秘密武器”

2017-11-01 绿谷生物 科技日报
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稗子和小麦外形极为相似。稗子长在麦田里、沼泽、沟渠旁、低洼荒地。形状似小麦但叶片毛涩,颜色较浅。稗子与麦子共同吸收麦田里养份,因此稗子是麦田里的恶性杂草,败家子中的"败"就是稗子演变过来的。

近日,浙江大学农学院樊龙江教授团队对田间头号杂草——稗草进行了全基因组测序和水稻化感互作实验,找到了稗草与水稻相争的“秘密武器”,并对水稻育种指出了一种新的基因资源。相关研究论文在《自然·通讯》上在线发表。

植物化感作用简单地说就是植物会释放“化学武器”。生长过程中,植物会向环境释放特定的防御性化学物质,从而影响邻近植物生长。

樊龙江团队通过基因组研究发现,稗草能分泌一种叫丁布的次生代谢产物,可以明显抑制水稻生长。他们在基因组研究中找到了能合成丁布的3个基因簇。在与水稻混种时,该基因簇会快速启动“制造”丁布。

“丁布是稗草独有的秘密武器,而水稻没有。并且,水稻的‘杀手锏’稻壳素,稗草也能合成。”樊龙江说,“因此,不倚仗除草剂的威力,水稻绝对斗不过稗草。”

水稻属于C3植物,而玉米高粱等农作物是C4作物。相对而言,C4植物的光合效率要高出很多。科学家们一直希望能创制出C4水稻品种,从而提高水稻产量。樊龙江认为,可以利用稗草基因资源为水稻育种服务。稗草是典型的C4植物,与水稻有着相同的生境和株型,对于C4水稻育种来说是非常理想的模式植物和C4途径基因供体。