根系表型分析系统操作流程 植物是如何将应对艰苦生存环境的信息传递给下一代的?

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分类:林业园林
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根系表型分析系统操作流程

植物是如何将应对艰苦生存环境的信息传递给下一代的?

植物是如何将应对艰苦生存环境的信息传递给下一代的?

宾夕法尼亚州立大学的一项新研究指出:正如父母对孩子的成长起到重要的指导作用,承受较大压力的植物,亦可将增强后的“记忆”传承给下一代。
据悉,这支遗传学家团队已经成功地操作了一种基因在植物中的表达,使其对环境变化的适应力更强,并且能够将这种特性传承给子孙后代。
【左一起为 Xiaodong Yang,Hardik Hundariya 和 Sally Mackenzie 。图自:Penn State】
环境是指引进化的一个重要因素,因而植物不仅能够适应不断变化的条件,还能够将这一生存策略传递给下一代,使之“赢在起跑线”上。
长期以来,一种已知的 MSH1 基因便在植物抗逆性研究中起到了关键的作用。而在这项新研究中,宾夕法尼亚州立大学团队发现,拟南芥可让它失活,以应对干旱或热浪等极端环境。
【跨代 MSH1 基因记忆谱系,来自:Nature Communications】
研究人员对这种模式植物实施了多方面的研究,发现其拥有多种应对策略,比如调节生长、限制地面生长量、改变根系生长方式、以及调节开花的时间。
有趣的是,这些“遗传记忆”还能够传递多至五代。若亲本植物经历了有较大压力的生存环境,其某些(但不是全部)后代会表现出相同的应对行为。
【记忆和非记忆植物的多种生长模式对比】
首席研究员 Sally Mackenzie 表示:“研究发现被子植物的这些记忆可向子代遗传,但仅在子代的一部分中发生”。
这导致了可定义的基因变化表达,从而影响植物的表型可塑性。但我们认为所有植物都具有这种能力,研究描述的这些条件,或是其向后代传递环境信息的一个重要组成部分。
据悉,研究团队使用了不同的方法来关闭 MSH1 基因。在某些情况下,他们选择了已经具有使基因失活的自然突变植物。
在其它情况下,则使用 RNA 干扰的方式将之关闭。但在研究结束时,团队发现最终结果也是相似的。
研究人员称,表观遗传学或有助于扭转人们对转基因食品的刻板印象,因其并不涉及添加新的基因(基因工程经常因此而遭遇批评),而是专注于控制基因的表达。
比如有研究人员认为,基因编辑过的白菜和鲑鱼,理论上不该被划入转基因生物的范畴,因其只是模仿了自然的遗传变异、而不是创造新的遗传变异,更加类似于人类持续几千年的选择性育种。
后续研究中,研究团队还尝试关闭了番茄、大豆、油菜中的 MSH1 基因。早期结果以及嫁接实验表明,新技术或有助于提升植物的产量。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然通讯》期刊上,原标题为:
《Segregation of an MSH1 RNAi transgene produces heritable non-genetic memory in association with methylome reprogramming》。

初中生物光合作用的意义与应用?

光合作用和呼吸作用是初中需要学习的内容,生物虽然不参加中考,但是对初中生来说,我们还是要重视生物,因为会考生物的分数,对中考总成绩还是有一定影响的。
在光下,植物既进行光合作用合成有机物,也进行呼吸作用分解有机物;无光时,只进行呼吸作用,消耗有机物。光合作用速率与呼吸作用速率的差值,即决定有机物的积累数量。 进行光合作用所需要的二氧化碳,一是来自本身呼吸作用所产生的,二是从外界环境中吸收的。同理,进行呼吸作用所需要的氧,在光照时,来自光合作用产生的氧的一部分,黑暗时,来自外界环境,即实际消耗的CO2的量吸收的CO2的量 相同温度黑暗条件下释放的CO2的量。
光合作用相关研究过程和呼吸作用密不可分的,因此,要很好的研究光合作用首先要搞清楚二者的关系,其次要了解不同情况下二者的综合表现,然后才能针对性地去面对具体问题分析解答。