科學前沿
人挑食，鳥呢
中國科學家揭示麻雀挑食高粱的分子機制
人會挑食，鳥也會嗎？
來自中國科學家的最新研究發現，麻雀對高粱也會「挑食」，科學家還就此揭曉了揭麻雀對不同高粱品種「挑食」的分子機制。
國際學術期刊《細胞》子刊《分子植物》前不久刊發這一研究成果。該成果由中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究團隊與中國科學院動物研究所、清華大學等機構的科研人員合作完成。
和其他農作物不同，高粱具有耐旱澇、耐鹽鹼、耐貧瘠以及產量高等特性，被廣泛地應用於飼料、能源和燃料中，成為世界乾旱和半乾旱地區的主糧作物。不過，高粱卻有一個「天敵」——麻雀，後者喜食高粱，會造成高粱的減產。
據中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室研究員謝旗介紹，在作物灌漿期到成熟期，大量麻雀遷飛到農田中啄食籽粒，使籽粒破損並發黴，同時傳播各種病蟲害，造成不同程度的減產，有研究表明鳥害能使高粱減產超過50%。
不過，一旦麻雀挑食，結果會怎麼樣？
我國科學家通過大量田間觀察發現，麻雀對不同的高粱種子非常「挑食」：在571份高粱自然變異群體中，其中接近46.7%的高粱種子麻雀不喜吃。
這一類似人類挑食的行為又是由什麼引起的？
「之前一般認為，高粱有芒、包殼程度越高、穗型越散、種皮顏色越深、單寧含量越高越抗鳥。然而，高粱自身如何抵抗鳥害的分子機制仍不清楚。」謝旗說。
謝旗所在的中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究團隊與中國科學院動物研究所、清華大學等機構的科研人員合作，通過應用宏基因組學、代謝組學、合成生物學及動物行為學等手段發現，高粱的Tannin1基因位點是抵禦麻雀的關鍵原因。
具體來說，這個基因位點是控制高粱單寧合成的關鍵基因，而單寧合成途徑的代謝產物，包含花青素和原花青素。科學家發現，麻雀的行為學實驗證明，花青素和原花青素是影響麻雀食性行為的根本原因。因此，這個基因位點與高粱能否吸引麻雀息息相關。
此外，這個基因位點，還參與了高粱的某些香味揮發物的合成，這也是麻雀是否愛吃某種高粱的原因之一。
據謝旗介紹，植物能釋放出一些有香味的揮發物，該揮發物扮演「引誘劑」的角色，來吸引蜜蜂等協助傳粉；或者釋放出一些有毒的物質和其前體揮發物，扮演「警戒劑」的角色，來抵禦天敵的掠食。
在農田中，在高粱灌漿期之前，很少能看到麻雀，而在高粱灌漿期之後，大量麻雀遷飛至農田。科研人員猜測，這或許意味著灌漿期的高粱籽粒，也會散發出有香味的揮發物來吸引麻雀。
他們對高粱灌漿期的籽粒進行測定，發現有9種含芳香氣味的揮發物，在不抗鳥的品種中出現了顯著的積累，通過進一步實驗，證明了兩種揮發物的確可以作為「引誘劑」來吸引麻雀取食，而這些過程中，都有Tannin1基因的參與。
謝旗認為，這一研究成果為培育高粱抗鳥新品種提供了重要的基因資源，也為利用單寧設計開發新型綠色農藥來防治農業鳥害，提供了全新的解決方案。
中國青年報中國青年網記者 邱晨輝 來源：中國青年報
2019年10月14日 08 版