环境变化引起的干旱和沙漠化等可能会导致作物的生产力下降。为解决这个问题,目前正在开发提高植物抗旱性的技术,但这种技术还存在增强抗旱性后,“生物质生产力”下降的问题。
理化学研究所环境资源科学研究中心植物基因组表达研究团队的关原明组长等人组成的国际联合研究团队,着眼于负责生物体内的电子传递反应的化合物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的生物合成途径中所含的烟酰胺酶3(NIC3)基因,利用拟南芥使NIC3基因过量表达,结果发现抗旱性和生物质生产力均获得提高,另外,当添加NIC3的代谢产物烟酸时也获得了同样的效果。
可以通过烟酸的作用同时提高抗旱性和生物质生产力(供图:理化学研究所)
为阐明这一机制,研究团队进行了分析,确认随着NIC3基因的过量表达,与NAD生物合成、环境胁迫耐受性和生长等有关的基因表达及代谢物会增加。另外,在NIC3基因的过量表达系统的根部组织中,NAD的还原型与氧化型之比的状态与发生干旱胁迫时相似,表明有助于提高抗旱性。这种可同时提高植物抗旱性和生物质生产力的方法,还有望应用于肥料和农药的开发等领域。
文:JSTnews 11月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部