用醋种植植物可以帮助它们度过干旱

用醋种植植物可以帮助它们度过干旱
在干旱条件下经过 14 天后,只有用乙酸处理的植物(中间一列)存活下来。RIKEN

随着气候变化威胁的迫在眉睫,农民和科学家都意识到,如果我们想保持可靠的食物来源,农作物就必须更能抵抗干旱等事件。

这听起来——而且看起来——有点像中学科学实验的内容,但根据日本理化学研究所可持续资源科学中心的一项研究,提高植物耐旱性的一种简单新方法是将其种植在醋中。

这一发现始于对拟南芥突变体的研究,这种植物似乎在干旱条件下具有特别强的适应力。这些植物的 HDA6 酶发生了突变,使它们能够在不太完美的条件下生长。

在正常植物中,HDA6 与干旱期间产生醋酸盐(由乙酸形成的盐,也是醋的主要成分)的生物途径相关,这有助于保持幼苗存活。

“在正常条件下,HDA6 直接抑制乙酸生物合成基因,”研究作者、日本理化学研究所研究员 Jong Myong Kim 说道。“另一方面,在干旱条件下,HDA6 会从这些基因区域移除,然后特别产生乙酸。”

这种酶就像一个开关,在压力下,它的缺失会发出信号,表示植物需要从正常的糖分解转化为乙酸盐。但突变的拟南芥植物中,这种途径更加活跃,产生的乙酸盐数量更多。这似乎可以帮助它们比更典型的植物更好地在次优条件下生存。

因此,研究人员想知道,如果醋酸盐是度过干旱期的关键,那么他们是否可以简单地将这种秘密武器添加到其他正常植物中?它是否能培育出比拟南芥更美味的作物?

果然,在混合了醋酸的土壤中生长的植物中,有超过 70% 能够在干旱条件下存活至少 14 天。而在其他有机酸(或纯水)中生长的植物在实验的这个阶段几乎全部被消灭。而且,这一令人鼓舞的结果适用于各种物种,包括玉米、水稻和小麦等常见作物——一旦研究人员确定了每种植物的理想浓度,在醋的帮助下,它们都表现出显著的抗旱能力提升。

“为了证实醋酸效果和效用的普遍性并推广其意义,我们只针对世界主食大米、小麦和玉米以及面包屑的主要植物油菜籽,”金说。“此外,如果这些植物能够接受醋酸技术,我认为我们可以增进世界公众的利益和福利。”

与用于使植物更强壮的转基因方法相比,醋法是一种廉价、简单、可持续的方法,许多人都可以使用。金说,他已经收到了来自农民、花店老板和业余园丁等所有人对这种方法的兴趣。

他的下一步是继续研究实现这种抗性的信号通路,并找到在户外田间施用乙酸的最佳条件。

“现在我们正尝试与一些农民以及一些公司合作,制定应用该系统的方法,”金说。

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