美国研究人员利用纳米技术促种子发芽等

美国研究人员利用纳米技术促种子发芽

美国研究人员最近发现,用碳纳米管处理过的西红柿种子发芽和生长速度都快于普通种子。这一研究成果将有助于提高生物燃料原料及其他农作物产量。

美国阿肯色大学研究人员在新一期《美国化学学会・纳米》月刊上报告说,他们将西红柿种子暴露在碳纳米管环境下,结果发现,这些种子发芽速度要比普通种子快1倍,而且刚出芽的幼苗重量也要比普通幼苗重很多。研究人员解释说,碳纳米管可以“穿透”种子坚硬的外壳,从而大大提高种子的吸水能力。

研究人员说,碳纳米管对种子发芽和生长所产生的这种显而易见的作用对农业、生物燃料生产等领域具有重要的经济价值。

碳纳米管是一种中空的碳纤维,直径只有几纳米(1纳米等于十亿分之一米)。纳米技术在农业领域具有广阔的开发潜力和应用前景。

荷兰瓦赫宁根大学发现抗病植物选育新方法

荷兰瓦赫宁根大学的研究人员正通过一种新的育种策略来培育抗病作物品种,这种策略是使某些基因失效而非转入新基因。据研究人员称,利用分子技术关闭某些基因的表达已经在作物品质改良方面使用多年,但一直没有利用这种方法进行隐性突变来增加植物对病原体的抗性。在Molecular Breeding发表的一篇综述性文章中,荷兰瓦赫宁根大学的Yuling Bai教授、Evert Jacobsen教授以及Richard Visser教授对这一方法进行了阐述。

在这篇文章里,Yuling Bai教授和他的同事们探讨了易感基因方面的新发现,这些基因能被病原体激活从而破坏植物的免疫能力。大麦中的Mlo基因是人们发现的第1个易感基因。人们发现这种基因在抗白粉病品种中没有功能,将拟南芥中的Mlo基因沉默使其不发挥功能时,该作物能对这种病产生抗性。

据科学家称,针对这种新的育种策略,广大植物学家和育种专家还存有争议。Jacobsen说:“在过去的2年半里我们一直在讨论这种策略,并不是每个人都认同它的潜力。有人说:基因沉默不是新技术,我们需要的是抗性基因。你们应该研究新技术、新策略,这才是大学的任务。” 目前,Jacobsen和他的团队正在研究马铃薯中的晚疫病易感基因。

巴西批准新的转基因玉米品种

巴西国家生物安全技术委员会(CTNBio)批准了3个转基因玉米品种在巴西投入商业化生产。其中2个品种分别由孟山都和先正达培育,都含有抗虫和耐草甘膦的复合性状。第3个品种也是由先正达培育的,仅含抗虫性状。至此,巴西国内共批准了9个转基因玉米品种。巴西是全球第三大转基因作物生产国。2008年其转基因作物的种植面积达到1 580万hm2。

一种新型酶碳酸酐酶或成节水作物开发切入点

植物通过一种称为“气孔”的微小吸收孔道从环境中吸收二氧化碳(CO2)进行光合作用。同样的,水蒸汽也通过一种称为蒸腾作用的过程由这些气孔向环境中释放。当CO2含量充足时,气孔可以缩小以便减少水分蒸发,但是研究人员一直不明白这一过程如何发生。美国加州大学圣地亚哥分校的Julian Schroeder及同事发现了一种与CO2作用下气孔开合行为相关的酶。这种酶能与CO2反应从而使气孔周围的细胞关闭,他们的结果发表在最新出版的Nature Cell Biology。

Schroeder和他的研究团队在拟南芥中找到了一对在CO2响应中必需的蛋白。这两个蛋白是一种称为碳酸酐酶的物质,它们能将CO2分解成碳酸氢根和质子。观察缺少碳酸酐酶基因βCA1、βCA4的拟南芥变异株,发现它们对空气中CO2的响应被削弱。另一方面,过量表达这两种基因的作物则表现出较高的水利用效率。

目前人们已知多种植物细胞中含有碳酸酐酶,其中包括与光合作用有关的叶肉细胞。Schroeder及其同事发现这种酶能在防卫细胞直接工作,它们控制气孔的开合。将这种原本在防卫细胞中发挥作用的细胞引入到变异的拟南芥时,它们的这种CO2触发气孔收缩的响应得以恢复。

研究人员相信,从这种酶入手可以使作物更加节水、对CO2响应更灵敏。Schroeder说:“通过这些酶,我们可以使植物在利用CO2进行光合作用的同时提高它的水利用效率。”