能在水下呼吸的稻谷

嫣　然

這個世界上每年至少有數(shù)百萬農(nóng)民因?yàn)楹樗骨f稼歉收而淪為貧困者。對于植物學(xué)家來說，幫助他們的好方法也許就是培育出“防洪水稻谷”。

最近有了好消息:生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種基因能使稻谷在水下生長更長的時間，利用這種基因培育的新品種能在水下存活兩周，而大多數(shù)稻谷一旦被水淹，沒幾天就死了。

這次“防水稻谷”研究的合作者之一?菲律賓馬尼拉國際稻谷研究所研究者，植物遺傳育種培養(yǎng)專家大衛(wèi)·麥克基爾說，“我們很早就認(rèn)識到，有許多種稻谷有這種耐水性，我們嘗試去培育新的品種，但我們一直還不懂其中的基因。”其實(shí)，研究人員們知道防水基因在植物染色體上的大致范圍，但不清楚其確切的位置。這意味著，他們每一次試圖培養(yǎng)防水稻谷，不需要的基因會隨著關(guān)鍵基因一起遺傳，從而影響新品種的味道?顏色和外觀。

美國加州大學(xué)戴維斯分校徐克農(nóng)(Kenong Xu)和他的團(tuán)隊首次確定了防水植物上關(guān)鍵基因的位置范圍。在這個區(qū)域，他們發(fā)現(xiàn)了一組基因能產(chǎn)生乙烯，這是一種植物在環(huán)境刺激下產(chǎn)生的激素。這個團(tuán)隊最近在美國《自然》雜志發(fā)表文章說，這些基因中的一種變體被稱為Sub1A-1，只有防水植物身上才有。這種變體和對洪水敏感型的基因Sub1A-2只差一個字母。Sub1A-1基因中絲氨酸取代了氮茂氨酸的氨基，帶動了其他基因的活動，幫助植物不需要氧氣就能呼吸。

徐克農(nóng)和他的團(tuán)隊已經(jīng)把Sub1A-1培植到了普通的印度稻谷種類上，使用的方法是傳統(tǒng)的雜交技術(shù)而非基因控制。目前為止的結(jié)果顯示，培植出的稻谷不僅質(zhì)量保證而且產(chǎn)量高，更重要的是它遺傳了抗水的能力。

事實(shí)上，過去十年里，科學(xué)家們已在稻谷中鑒定出成百上千種有用基因，它們能幫助研究者培育出能抗疾病能力增強(qiáng)，產(chǎn)量提升，防干旱能力加強(qiáng)及其他有用特性的新品種稻谷。由于這些進(jìn)步，世界稻谷的產(chǎn)量在過去40年中翻了一番。但是人們對稻谷的需求始終超過供給，這使得所有研究工作的意義非常重大。

徐克農(nóng)團(tuán)隊目前正試圖鑒定在其他防水植物種類中的基因，比如玉米和大豆，從而改進(jìn)其他莊稼的質(zhì)量。