唐纳德·丹福思植物科学中心 高粱
信用:公共领域 我们吃的大部分食物来自草,如水稻、小麦、玉米、高粱和甘蔗
这些作物仍然与它们的起源野生物种相似
在所有的草中,包含花和种子的结构被称为小穗
在安德洛波戈内亚部落,一个覆盖地球表面17%的主要草类群体,小穗成对出现,其中一个有种子,另一个没有(尽管在一些物种中它产生花粉)
这种结构在高粱以及构成北美大草原和非洲草原的许多野生草中可以清楚地看到
人们很容易认为不产生种子的小穗是无用的,但它们已经存在了1500万年,这意味着它们有一个重要的功能
唐纳德·丹福思植物科学中心的一组科学家,在伊丽莎白(托比)凯洛格博士领导的实验室里
D
,成员和罗伯特E
金杰出研究员,唐格·阿伦博士
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,准会员和美国农业部研究科学家,着手回答问题;这种明显无用的花结构能捕获光合碳并将其转移到种子中吗?最终,如果移除,我们会注意到收益率的差异吗? 研究人员使用碳的放射性和稳定同位素、代谢重要酶的RNA-seq和茜草的免疫定位来表明不育小穗从空气中收集碳并进行光合作用,而芒没有
通过追踪碳的流动,他们发现不育的小穗将碳转移到结实的小穗上,小穗似乎将碳用作能量,储存在种子中
当他们从高粱分支的一个子集上移除不育的小穗时,他们发现种子重量(产量)因钙而降低
9%
第一作者泰勒·奥布琼是凯洛格实验室的高级技术人员,他说:“我们过去认为这些花的结构可能已经退化,但事实证明它们是生产力方面的宝贵财富。”
这个发现,不育小穗有助于高粱和相关草类的产量,最近发表在《植物细胞》杂志上
其他意见可在简介中找到
艾伦说:“这是一个很好的例子,说明了植物器官和结构是如何以前所未有的方式对生物量和产量做出贡献的。”
“这个项目是令人难以置信的回报,因为每个人都有很强的协作、创造力和决心,分享专业知识,设计和进行实验,并一起分析数据,”凯洛格反映
除了独特的合作,凯洛格和艾伦还将项目的成功归功于丹福思中心的先进生物成像、植物生长和蛋白质组学以及质谱设施提供的专业知识和尖端技术
下一步是确定不育小穗在多大程度上影响不同品种大田植物的产量
现有的高粱多样性可以表明不育小穗的大小是否影响种子的大小
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