基因网络让植物根系处理氮

利用机器人技术，计算机和先进的遗传学，加州大学戴维斯分校和冷泉港实验室的研究人员正在揭示植物根系如何吸收和代谢氮，这是植物生长和作物产量的关键。他们的最新着作于10月24日在“ 自然 ”杂志上发表。

“氮代谢对于生长非常重要，”加州大学戴维斯分校植物生物学副教授，该论文的资深作者Siobhan Brady说。一百多年前氮肥的发明使农业生产力大规模扩大，为数十亿人提供食物。但与此同时，过量杀虫剂流入土壤，水道和海洋会产生许多负面影响。

通过了解控制植物如何吸收和利用氮的基因，Brady等科学家希望为植物育种者提供工具，以生成需要较少肥料或更好地利用它的作物品种。

“我们知道参与氮同化和转运的基因，但我们并不了解氮代谢受到调节的所有方式，”布拉迪说。

更重要的是，大多数这些调节基因，称为转录因子，因为它们控制其他基因的转录(或活性)，已经在茎，芽和叶中被鉴定出来 - 但在根中并不多，其中氮实际上是从植物中进入植物的。泥。

科学根源

布雷迪的实验室旨在发现塑造植物根系如何生长和生长的基因网络。由于氮对植物非常重要，研究生Allison Gaudinier和Brady认为氮代谢的转录因子也与其他重要过程有关。

Gaudinier使用机器人技术一次筛选数百个基因的转录因子，将它们组装成网络。Cold Spring Harbor Laboratory的兼职副教授Doreen Ware及其同事使用计算方法来预测哪些基因在网络中最重要。然后加州大学戴维斯分校的团队可以研究这些基因在植物中的作用。

Brady说，这些结果确立了一组核心基因，这些基因在氮代谢中至关重要。“如果我们想要培育具有氮效率的植物，我们需要研究这些基因，”她说。“这将开辟很多研究。”