科学家发现新化学物质 可催动休眠种子在高温环境下的生长发育

doco2012

植物具有感知干旱的能力，能够在困难条件下释放一种激素，以帮助自身保持水分。不过近日，加州大学河滨分校带领的一支研究团队指出 —— 在一种新发现的化学物质的刺激下，也可诱导原本处于休眠状态的种子被激活。据悉，在全球变暖的情况下，炎热地区的农作物产量会受到极大影响，但我们或可利用这种化学物质（Antabactin）来催动幼苗发芽。



（图自：Pxfule.com，viaUCR）

在发表于美国国家科学院院刊（PNAS）的一篇文章中，来自加州大学河滨分校的项目科学家兼研究作者 Aditya Vaidya 表示：

若拦住 ABA 激素，便可破坏植物中用于阻止种子萌发的化学途径。实验表明，Antabactin 就可以起到这样的作用，从而让休眠的种子再次发芽。
据悉，这项工作基于该团队打造的一种化学物质的基础上，特点是能够模拟植物在应对干旱胁迫时产生的 ABA 激素的作用。

Opabactin 可以减缓植物的生长，它的作用是诱导植物关闭叶子和茎上的小孔来防止水分流失。，因而有助于节约水分，保持种子不会枯萎。
接下来，UCR 团队希望找到一种具有相反作用的分子 —— 让种子打开毛孔，促进植物的发芽与生长。



红外下，经 ANT 处理的小麦 / 番茄植物增强了它们的蒸腾作用（蓝色区域）。

研究合著者、该校植物细胞生物学教授 Sean Cutler 补充道：“对于农民来说，加速或减缓植物生长的技术都至关重要。而我们的新研究，就致力于如何科学管理这两项需求”。

Sean Culter 表示：“为了找到 Opabactin 的对立面，Aditya Vaidya 遍历了 4000 多种衍生物，并最终幸运地在大海中捞到了一枚针。这种化合物不仅能够阻断 ABA 受体，而且效果非常显著”。

在题为《Click-to-lead design of a picomolar ABA receptor antagonist with potent activity in vivo》的论文中，团队成员指出 —— Antabactin 能够对大麦和番茄种子起到加速其发芽的效果，且该化学物质能够与 Opabactin 协同工作，帮助作物在日渐干燥和炎热的世界中茁壮成长。
一旦 Antabactin 帮助种子发育成健康的植物，农民就可在生长早期通过喷洒 Opabactin 来节约用水，以便植物在开花时积蓄到足够的水分。Vaidya 声称：

这就像是女性在孕期需要更高水平的营养一样，植物在开花和即将结果时，对水分与营养的需求也更高 —— 对于大多数作物（尤其玉米和小麦等经济作物）来说也是如此。
最后，研究团队将继续研究 ABA 针对其它植物物种的休眠唤醒效果，以及 Antabactin 能否作为一种化学工具，在不限制水的温室环境中促进植物的生长。