洪水干旱和疾病耐受一个基因来统治它们

哥本哈根大学，名古屋大学和西澳大利亚大学的研究人员之间的国际合作促成了植物生物学的突破。自2014年以来，研究人员一直致力于确定在水稻，小麦和几种天然湿地植物中观察到的改善的抗洪性的遗传背景。在新植物学家中，研究人员描述了一种控制水稻表面特性的单一基因的发现，使叶子具有超疏水性。

称为LGF1的基因控制叶表面的纳米结构。在洪水事件期间，该基因能够使沉水稻存活，因为蜡纳米结构保留了薄叶片气膜;因此基因的名称，LGF1。气膜促进与洪水的气体交换，从而可以在白天吸收二氧化碳，从而为水下光合作用提供燃料，并且可以在夜间提取氧气。

LGF1基因也具有耐旱性，因为微小的蜡晶可减少叶面蒸发，保护组织水分。

超疏水表面在水下保留薄薄的气膜，这使得气孔在浸没过程中也能发挥作用。气孔调节白天对光合作用摄入的二氧化碳(二氧化碳)，以及在黑暗中摄取氧气(氧气)，实现有氧呼吸。没有气体保护层，洪水阻塞了气孔，与环境的气体交换受到很大限制;植物几乎淹死了!

“我们在受控的实验室实验和野外情况下都使用先进的微电极来揭示淹没过程中叶片气膜的好处，”哥本哈根大学生物系的Ole Pedersen教授说。

长期影响仍然是一个难题

“我们已经评估了水稻淹水过程中叶片气体薄膜的重要性，在某些情况下，水稻在水面上和水面下都同样生长 - 这只是因为水稻拥有LGF1基因，”Ole Pedersen继续说道。

这些发现的影响是巨大的。在世界范围内，气候变化已经导致洪水数量增加，为了在更加潮湿的未来维持粮食供应，世界需要能够更好地容忍洪水的气候智能作物。

“然而，LGF1基因编码的超疏水性叶片性质在淹水几天后就会丢失;当叶子变湿时，植物开始淹死。因此，我们的研究现在集中于LGF1基因的过表达。过量表达应该用更多的蜡质水晶覆盖叶子，这样就可以为植物提供洪水事件。事实上它只受一个基因控制，这使得目标更加真实，“Ole Pedersen教授总结道。

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