在醋中种植植物可能有助于它们在干旱中生存

即使是大米和**小麦**等作物,也可能在不理想的条件下生长。
Plants treated with various acids.
在干旱条件下 14 天后,只有用乙酸处理的植物(中间一列)存活了下来。RIKEN

随着**气候变化**威胁的步步逼近,农民和科学家都意识到,如果我们要维持可靠的食物来源,作物必须对干旱等事件更具抵抗力。

这听起来——也看起来——像是初中科学实验中的某个片段,但根据日本理化学研究所(RIKEN Center for Sustainable Resource Science)的一项研究,一种简单的新方法可以提高植物的抗旱能力,那就是在醋中种植它们。

这项发现始于对一种名为拟南芥(Arabidopsis)的植物突变体的研究,这种突变体在干燥条件下似乎特别有弹性。这些植物的 HDA6 酶发生了突变,使它们能够在不理想的条件下生长。

在正常植物中,HDA6 与在干旱期间产生乙酸盐(由乙酸形成的盐,也是醋的主要成分)的生物通路有关,这有助于保持幼苗的存活。

“HDA6 在正常条件下直接抑制乙酸生物合成基因,”该研究的作者、日本理化学研究所的研究科学家 Kim Jong Myong 说。“另一方面,在干旱条件下,HDA6 会从这些基因区域移除,然后会特别地产生乙酸。”

这种酶就像一个开关,它的缺失在压力时期发出信号,表明植物是时候从正常的糖分解获取能量转变为产生乙酸盐了。但这种通路在突变的拟南芥植物中更为活跃,产生了更多的乙酸盐。这似乎比它们更普通的同类植物更能帮助它们在不理想的条件下生存。

那么,如果乙酸盐是度过旱季的关键,研究人员想知道,他们是否可以直接将这种“秘密武器”添加到其他普通植物中?而且,这是否适用于比拟南芥更美味的作物?

果然,在土壤中混合了乙酸的植物中,超过 70% 的植物在干旱条件下至少存活了 14 天。在实验进行到这个阶段时,在其他有机酸(或仅用水)中种植的植物几乎全部被淘汰了。而且,令人鼓舞的结果也适用于各种物种,包括玉米、大米和小麦等常见作物——在研究人员确定了每种植物的理想浓度后,在醋的帮助下,它们的抗旱能力都得到了显著提升。

“为了证实乙酸作用的普遍性和实用性,并广泛传播其意义,我们专门选择了世界上主要的粮食作物——大米、小麦和玉米,以及育种的基本植物——油菜,”Kim 说。“此外,如果这些植物能够接受乙酸技术,我认为我们可以丰富公众的兴趣,并造福世界。”

与可用于使植物更强壮的转基因工艺相比,醋法是一种廉价、简单且可持续的工艺,可以为许多人所用。Kim 说,从农民到花店老板再到业余园丁,都已经有人对他这种方法表示出兴趣。

他的下一步是继续优化使这种抗性成为可能的信号通路,并为户外田地找到优化乙酸施用条件。

“现在我们正试图与一些农民和一些公司合作,制定一种应用该系统的方法,”Kim 说。

 

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Sara Kiley Watson 是 Popular Science 的撰稿人,自 2021 年起负责可持续发展报道。她于 2017 年作为实习生开始在 PopSci 工作,并于 2019 年全职加入团队担任编辑助理。


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