为什么全球变暖让西兰花看起来更喜欢花椰菜吗

经验丰富的园丁知道,西兰花头不正常发育生长在温度升高时,可以像菜花。

一项新研究指出了遗传基础为什么花椰菜头变得异常的热,提供洞察所有作物气候导致的气候变暖的影响,指出培育耐热的新品种。

花椰菜生长最好种植在凉爽的早春或夏末时,到秋天。研究人员发现,尽管西兰花通常生长在平均气温华氏61度,其冠开始变形在72华氏度,形成密集的共同作用(称为凝乳)在华氏82度。

然后研究人员应用5-azacytidine化学抑制这一过程被称为DNA甲基化,在甲基-小分子添加到DNA。甲基化是打开和关闭基因的机制之一;在这种情况下,抑制集群所需的基因正常花椰菜头生产。5-azacytidine管理时,正常的花椰菜头增长甚至在82华氏度,这表明甲基化是背后的异常生长的热量。

“一旦我们更好地理解的机制,我们应该能够想方设法开发一种新的生物技术,分子遗传学的方法来抑制DNA甲基化,为了繁殖作物生长在温度和在更广泛的地区,“Susheng Gan说,教授综合植物科学学院植物生物学部分,在农业和生命科学学院的共同通讯作者发表的论文12月22日在《分子园艺。力平陈,蔬菜科学教授在杭州的浙江大学,中国,是另一个通讯作者。

气候变暖影响植物的生长和发育的各个方面。花的发育尤为复杂和敏感的温度,热量减少西兰花等蔬菜的质量和产量,完整的头状花序,包括茎,茎、叶和花——吃。甘虽然还需要更多的研究,认为温度升高时,DNA甲基化的基因参与花卉发展在所有作物可能是守恒的。

在这项研究中,研究人员描述西兰花植物(芸苔属植物oleracea)使用全基因组测序技术,确定了植物的methylome -发生在基因组中甲基化及其转录组——确定哪些基因。他们发现异常花椰菜发展受集花卉发展cessation-associated基因(FCGs)。在华氏61度,西兰花头(它的植物的芽)发育正常。在82华氏度和一定程度上在72华氏度,甲基化的基因元素打开FCGs被抑制。

生长温度时,花卉发展成为局限于早期的发展阶段。因此,在华氏72度,花椰菜芽仅限于一个阶段,他们看起来像一个介于花椰菜头豆腐;在82度,他们更不发达,像豆腐共同作用。

未来的研究将研究DNA甲基化的高温FCGs背后的机制。

参考:姚明Z,元L,刘K, et al。变暖改变芸苔属植物的花椰菜头菜花样豆腐oleracea由DNA甲基化是揭示了methylome和转录组co-profiling。Molec长的矮。2022;2 (1):26。doi:10.1186 / s43897 - 022 - 00047 - 8

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