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研究揭示保护植物免受土壤有害金属侵害的关键基因

2024-07-19 10:49:28 生活来源：

导读人类活动对地球的负面影响不仅影响地球的大气层，还影响更深，深入土壤。例如，过量施用粪肥或污水污泥会增加种植重要作物的农田中重金属的...

人类活动对地球的负面影响不仅影响地球的大气层，还影响更深，深入土壤。例如，过量施用粪肥或污水污泥会增加种植重要作物的农田中重金属的浓度。锌是这些重金属之一，它是植物和动物健康所必需的微量营养素。然而，过量的锌会对敏感植物物种造成极大的破坏。

有些植物天生对锌有较高的耐受性，这使得它们在有的环境中也能茁壮成长，但其背后的生物学原理尚不清楚。在一项新研究中，索尔克研究所的科学家发现了一种基因，可以帮助植物管理土壤中过量的锌。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上，揭示了植物通过将锌困在根细胞壁中来耐受高浓度锌，这一过程由一种名为毛状体双折射或 TBR 的基因促进。科学家和农民现在可以利用这些信息来开发和种植更能抵御土壤污染的作物。增强植物的适应力是索尔克植物驾驭计划的主要目标。

“细胞壁的结构就像一个支架，可以将锌储存在植物其他部分之外，如果 TBR 基因活跃，植物就可以储存更多的锌，”资深作者、索尔克生物技术研究所植物科学赫斯主席、教授沃尔夫冈·布施 (Wolfgang Busch) 解释说。“这个简单过程的有趣之处在于，对于暴露在有环境中的植物来说，它可能就是生之间的差别。”

细胞壁储存锌的能力在很大程度上取决于一种称为果胶甲酯化的过程——这个过程会改变细胞壁内海绵状果胶分子的结构，使其能够吸收更多的锌。为了更好地理解这一点，研究人员进行了一项全基因组关联研究，以确定与果胶甲酯化增加相关的植物基因。

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