加發現可控制油菜種子“綠化”基因降低農業損失

　　加拿大卡爾加里大學領導的一個國際研究小組，在最新一期美國《國家科學院學報》上發表論文稱，他們發現了一個遺傳增強的植物基因調控網絡，可防止油菜作物在成熟時產生“綠色種子”。

　　“種子綠化”是一個長期困擾農業界的問題，僅在北美地區每年造成的損失就接近1.5億美元。

　　卡爾加里大學生物科學系助理教授塞繆爾稱，全加拿大油料作物的年產值為150億美元。但每年油菜籽成熟期間，不可預知的輕度霜凍會損害作物品質，并造成嚴重損失。

　　霜凍雖不會殺死植物，但它會在種子中“固化”綠色。發生在零下2℃至0℃的非致命性霜凍，可在成熟的油菜籽中造成高達20%的綠色種子，而成熟的正常種子應為棕色或黑色。成熟種子中葉綠素的存在會影響油料的質量，產生令人不快的味道和氣味，并縮短油料的保質期。

　　研究人員對擬南芥的去綠化過程進行了研究。擬南芥是研究人員常用的植物模型，其與油菜作物具有十分緊密的親緣性。研究人員對產生綠色成熟種子的擬南芥“突變”植株進行了遺傳分析，并找到了種子發育及在種子成熟過程中去除葉綠素所需的通路。

　　研究人員發現，調節基因表達的蛋白ABI3是使種子去綠化的關鍵。ABI3可調控一個葉綠素退化相關基因的表達，并產生與綠色相對應的黃色。他們還發現，即便經過嚴寒處理，擬南芥中的ABI3高表達可使正常去綠化的種子形成成熟的棕黑色種子。這也意味著，ABI3過度表達可使植物更好地抵御嚴寒。

　　塞繆爾表示，鑒于擬南芥與油菜籽之間的相似性，很容易從油菜籽中分離出相同基因，并使用轉基因技術創建出一種既可抵御嚴寒、又能產生成熟的棕黑色種子的油菜新品種。實驗測試證明，油菜籽中的基因工作方式與擬南芥完全相同。