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农作物怎样应对高温热浪求生存?(揭秘)

发布时间:2017-01-11 09:05浏览次数:215次来源:土流网农业频道

  近年全球气候变化和来一波又一波的高温热浪使得农作物生长面临严重的威胁。这意味着了解植物如何应对高温热浪对于我们的环境保护和食物供应具有至关重要的作用。

农作物怎样应对高温热浪求生存?(揭秘)

  “抗热”大战,PIF4功不可没

  耐热性是许多植物,特别是农作物中特别重要的性状,对于许多农作物,即使平均温度的微小增加也能明显影响它们的生长和发育。以芥菜为例,升高温度会导致植物的茎生长得更长,叶子更薄。此外,研究显示植物在白天和夜间对热度的应对和调节系统是不同的。

  研究发现,一种被称为“植物光素相互作用因子4号”(PIF4)的蛋白质对于协调植物对升温的应激性是至关重要,它主要是通过激活基因来帮助植物处理热刺激。但它似乎只在白天才能具有这一功能。那么究竟是什么把PIF4的活动限制在了白天呢?

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  原来TOC1才是大BOSS

  事实上,PIF4又受另一种称为CAB表达式1(TOC1)的蛋白质调节,这种蛋白质属于生物学昼夜节律钟蛋白的一部分,能够在一天结束时进行累积。TOC1与PIF4在夜间结合并抑制其活性。黎明时分TOC1便会消失,这使得PIF4能够在白天对温度进行反应。

  对于农作物而言,热浪期通常发生在中午到下午,这段时间最为威胁农作物的生存。而通过将TOC1的调节之后,就大大增加了作物在热浪期间的生存机会。但是,到现在为止,昼夜节律钟蛋白是如何帮助植物在热浪下生存的仍然未知。

农作物怎样应对高温热浪求生存?(揭秘)

  科学研发,农作物会越加“坚强”

  目前日本已经研发出一种抗旱水稻,该种水稻有着独特的“深根”基因,能够在热浪来袭时吸收更多深地土层中的水分,从而度过热浪期。数据显示,该水稻能够在中等旱情时期保证不减产,严重干旱时期保产30%左右。

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  在我国,则从抗旱名将仙人掌身上入手,研究人员从仙人掌中提取出来“抗旱激素”——脱落酸,并研制出能够具有抗旱功能的人造脱落酸。在农作物遭受高温热浪时可以在短期内持续对农作物喷施人造脱落酸来提高其存活率。

农作物怎样应对高温热浪求生存?(揭秘)

  从2016年夏季全球出现高温热浪天气来看,农作物可以说饱经灼烧,粮食果蔬产量也有所下降。相信在了解了农作物的自身的高温热浪机制之后,科学家们会根据这一机制进行抗旱作物的进一步研究,以解决日渐严重的粮食问题。

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