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科学家首次发现控制大麦开花期的关键基因

2005-11-29 08:24 英国约翰·英纳斯中心 John Innes Centre 阅读 0
核心摘要: 英国约翰·英纳斯中心科学家首次发现大麦中Ppd-H1基因控制开花期,该基因影响日照反应和生物钟调节。研究揭示不同品种对日照长度的反应差异,有助于培育适应气候变化的作物新品种,对农业增产和进化研究具有重要意义。

近日,英国约翰·英纳斯中心(John Innes Centre)的科学家在农作物最佳开花期项目研究中取得突破性进展。研究人员发现,大麦中一种名为Ppd-H1的基因可控制大麦的开花期,这是控制大麦日照反应的遗传途径之一。该研究有助于理解如何利用日照时长来确保农作物在最佳时期开花,对应对全球气候变化具有重要意义。

大多数植物每年在特定时间开花,植物利用周围环境刺激(如日照长度)来控制花期。日照时长对包括大麦在内的许多农作物至关重要,决定其开花时间。当春季日照变长时,反应迅速的大麦品种在初夏开花,而反应较慢的品种则开花较迟。在夏季干热地区(如地中海),早开花有利于植物在酷暑前完成生命周期;而在凉爽潮湿地区(如英格兰),较长的生长周期和晚开花更有利于提高产量。

研究人员发现,植物拥有内在生物钟,大麦的生物钟调节着CO(Constans)基因的活性。CO基因的活性峰值与植物暴露在足够长光照下的时间一致。当CO基因激活FT(Flowering Locus T)基因后,会刺激开花。Ppd-H1基因影响CO基因在一天中的表达时间。在开花较晚的大麦中,存在不同的基因变异,导致CO表达峰值推迟,因此只有白天足够长时FT基因才能表达,否则延迟开花。未来,研究人员将进一步研究Ppd-H1基因的不同变异,以适应不同环境。

项目负责人大卫·劳里博士指出,不同品种的大麦或其他农作物对日照长度的反应不同,这种多样性可适应不同耕种环境。首次识别出的Ppd-H1基因将有助于育种专家培育新品种,以应对全球气候变化造成的环境改变。同时,该研究还有助于了解农作物的进化历史及其在不同环境中的繁衍生息。

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