研究人員正在使用同步加速器光從字面上剝離洋蔥細胞壁,以幫助植物更好地承受氣候變化和疾病造成的壓力。
薩斯喀徹溫大學(USask)農業與生物資源學院的碩士生 Ariana Forand 說:“我們知道大草原發生了很多乾旱,人們的生計岌岌可危。” “找到可以讓植物抵抗多種壓力的修飾將是驚人的。”
Forand 領導了一個項目,探索鈣和硼如何在增強植物細胞壁方面發揮有益作用,幫助減少因冷凍和乾旱而導致的脫水,並提高對植物的抵抗力。 病原體.
事實證明,測試該理論的完美植物是洋蔥。
由於該設施與薩斯喀徹溫大學的加拿大光源 (CLS) 合作,該團隊在伊利諾伊州的高級光子源 (APS) 分析了洋蔥樣本並收集了數據。
“這個項目真正建立在之前的 USask 碩士生 Jun Liu 的工作基礎上,他做了冷凍壓力工作,”Forand 說,“而且我們知道,無論是乾旱還是寒冷,植物都會以類似的方式失水。”
洋蔥是很好的植物,“因為你可以很容易地剝去一層細胞並看到細胞壁的變化”,這是一種植物結構,是抵禦各種壓力的關鍵。
這項研究的一個獨特之處,其結果是 發表在《植物》雜誌上,是它同時研究了多種壓力——威爾士洋蔥和烹飪洋蔥的脫水,以及擬南芥(一種原產於非洲的小型開花雜草)的病原體抗性。
在將鈣與水混合到溫室種植的洋蔥中後,Forand 使用同步加速器 X 射線顯微鏡確認植物不僅吸收了鈣,而且還確定了鈣位於細胞壁中。
在乾燥條件下的進一步測試表明,處理過的植物的水分流失減少。 同樣,已知硼與擬南芥細胞壁中的果膠結合,增強其對引入疾病的抵抗力。
“我們正在尋找在結構上加固細胞壁的方法,”Forand 說。 確認鈣和硼減少水分流失和疾病的影響為在其他植物中尋找類似效果打開了大門。
USask 植物科學教授兼 Forand 的導師 Karen Tanino 博士說,在任何一年,“一種壓力可能比另一種壓力更普遍——你無法真正預測它會是什麼。 這項研究提供了一個保護植物免受每年壓力變化的機會。”
Forand 和 Tanino 都認為,擴大他們的研究為增強大田作物和園藝行業對水分流失和疾病的抵抗力提供了機會。
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