閩南網11月4日訊 11月2日,國際學術權威刊物《自然遺傳學》在線發表了福建農林大學明瑞光教授團隊的研究論文《菠蘿基因組與景天酸代謝光合作用的演化》。記者昨日從福建農林大學獲悉,該項研究在全世界首次破譯菠蘿基因組,標誌著我國在菠蘿基因組研究方面處於國際領先水平。據了解,該項研究由福建農林大學牽頭,聯合臺灣大學、中國科學院、美國依利諾依大學香檳校區等17個研究機構共同完成。
另據了解,《自然遺傳學》是英國《自然》系列雜誌之一,發表國際遺傳學研究的最新發現和重大成果,是全世界頂級權威學術刊物之一。
找到植物「光合開關」
據介紹,菠蘿採用的是一種獨特的光合作用方式,稱為「景天酸代謝」,即利用晝夜節律的碳固定方法。「簡單來說,就是找到植物『光合開關』。」明瑞光解釋,一般植物,都是白天打開呼吸氣孔,排散水分。而通過菠蘿基因組的分析,研究團隊發現菠蘿是晚上打開氣孔,白天關閉。
「先前的研究表明,景天酸代謝植物最高可節水80%。」明瑞光表示,相對於其他類型的植物,景天酸代謝植物更能在乾旱貧瘠等劣質土地生長,而人們掌握了景天酸代謝植物「光合開關」,有望將其應用到其他旱地作物中。在明瑞光教授看來,全球氣候變暖情況下,今後旱地作物將面臨生長難題,掌握了景天酸代謝植物「光合開關」,或將為旱生植物提供一條新的生長途徑。
改良菠蘿的酸甜度
菠蘿是全球僅次於香蕉的主要熱帶水果。我省閩南地區是全國菠蘿的重要產區,菠蘿也是閩臺農業示範園的主產水果,被稱為「小金磚」的臺灣鳳梨酥就是由菠蘿加工而得。
「由於受自交不親和與高雜合度的限制,菠蘿品種很難改良,產業發展極其緩慢。」明瑞光介紹,研究成果將為改善許多重要的菠蘿性狀提供有價值的遺傳資源。「今後還可以對菠蘿的甜度和酸度進行調控,吃到各種不同口味的菠蘿。未來也有望把菠蘿的『兩年一收成』變為『一年一收成』,增加產量。」
據悉,此次研究成果主要依託福建農林大學科研平臺完成,是我國鮮有的以高校自主的基因組技術平臺發布的高水平基因組學研究成果。值得一提的是,在生物學中,菠蘿與玉米、高粱、小麥、水稻等作物近緣,菠蘿基因組的破譯也將為人們研究這些作物提供有利參考。(海都記者 郭若冰)