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端牢中国饭碗!我国科学家有了重要发现

  "高产" 与"早熟" ,在传统的农业生产中是一组矛盾的词。
  因为实现高产的前提条件是要有一定的生物量,而一定的生物量,必须要有一定的生长周期,生长周期短,生物量小。所以,一般条件下,高产和生育期呈负相关,生育期短、早熟的作物产量低,生育期长的作物产量高。
  而2022年7月,中国科学家发表在国际学术期刊《科学》上的研究中发现的水稻高产基因OsDREB1C打破了这个矛盾 ,那么,基因OsDREB1C为何可以打破农业生产"高产不早熟,早熟不高产"的传统,让水稻实现既高产又早熟呢?
  01
  水稻产量影响因素   要想揭开基因OsDREB1C让水稻实现高产的秘密,我们不妨先了解水稻产量的影响因素。   水稻产量的物质来源主要是光合产物,其通过叶片中的叶绿素吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,然后输送给植物的其他部位 。在植物生长前期的营养生长阶段,光合产物主要是提供植物生长所需要的蛋白质与能量。开花以后,植物进入了生殖生长阶段,叶片中合成的光合产物,以及储存在茎秆中的光合产物向籽粒运输。   所以,产量的形成离不开光合作用合成的有机物,它通过一系列的运输,最后储存在籽粒里面。   图片来源:作者提供   农作物产量,涉及到这些影响光合产物合成、运输到分配、储存各个环节的各种因素。因此,影响到这些过程中的各种因素都可能会让产量发生变化。而新发现的水稻高产基因OsDREB1C可以影响光合产物合成等因素,表现为提高光合作用效率和氮素利用效率 ,显著提高水稻产量。   02
  水稻如何实现高产   对于植物而言,氮是不可缺少的,与光合作用具有密切关系,会影响光合作用的效率。同时,氮是构成蛋白质的主要成分,对茎叶的生长等有重要作用。   如果土壤里面的氮肥不够,或者是植物吸收的氮不够,它的光合作用和各方面的生长就会受到影响。而基因OsDREB1C是一个氮高效基因 ,哪怕土壤里面只有少量的氮,它都能充分利用。   除此之外,如果氮元素的利用效率不高,大量使用氮肥容易造成浪费,不但增加农民的种植成本,还会造成环境污染。育种家致力于在育种上挖掘氮高效基因,实现"减氮不减产",从而为减少农民种植成本,为实现"生态友好型"水稻高产提供保证。   图片来源:作者提供   03
  水稻如何实现早熟   水稻生殖生长期包括孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期。   抽穗开花期是指稻穗从顶端剑叶茎鞘里抽出到开花齐穗这段时间,一般5-7天。水稻开花早晚受负责调节成花素的基因影响 ,成花素是相当于诱导开花的一种物质,其含量越高,抽穗与开花就越早。这次发现的基因OsDREB1C也是调节成花素的基因,能提高成花素的含量 ,使水稻表现出抽穗提早,生育期缩短,导致早熟,从而打破了"高产"与"早熟"的矛盾,让水稻实现既高产又早熟。   图片来源:作者提供   04
  水稻高产基因为何如此神通广大?   植物的性状是由很多基因相互作用形成的,一个性状就有一个基因阵容,像是一个系统的通路。   而新发现的水稻高产基因OsDREB1C是一个转录因子 ,它就像是一个"分子开关",在这个通路的最上面,下面有控制光合作用、氮素吸收利用以及开花等途径的很多基因,这个基因的表达量提高以后,通过基因调控的网络 ,把下游的光合作用基因、氮吸收高效利用基因以及影响抽穗期的基因都启动了,从而协同调控水稻的光合效率、氮素利用效率以及抽穗期。   图片来源:作者提供   05
  如何推广应用?   高产基因的发现是进行高产育种的前提条件,但基因OsDREB1C最后能不能在高产中应用,还需要克服很多困难。   育种,首先需要创制亲本材料。可以通过杂交的方式,把带有这个基因的水稻作为一个供体,与不同地区的主栽品种进行杂交 。把OsDREB1C这个基因导入到不同的品种背景中,一方面可以验证它在不同品种背景中的增产效果,另一方面可以创制适应不同生态区的高产的材料。   或者通过基因编辑的方式来实现,如果基因编辑能够成功,可能离应用就是最近的。如果通过基因编辑把这个基因的表达量提高,哪怕是达到一半的效果,在育种方面产生的助力就非常可观了。   图库版权图片,不授权转载   水稻高产基因的发现打破了长期存在于农业生产中"高产"与"早熟"之间的矛盾。同时,在不同作物中也具有很大的应用前景,将为实现种业振兴提供支持,为保障国家粮食安全、保护环境做出贡献。   "一粥一饭当思来之不易",今天是世界粮食日 ,让我们一起感谢为我国粮食安全做出努力的科学家们,也要时刻记得,节约粮食,避免浪费 。   出品|科普中国   作者|郭容羽 钰青 北京科影艺林团队   审核|徐建龙 中国农业科学院作物科学研究所二级研究员   监制|中国科普博览   选送单位:中国科学院计算机信息网络中心   本文封面图片及文内图片来自版权图库   图片内容不授权转载   原创图文转载请后台回复"转载"

山东新旧动能转换积厚成势党的十八大以来,山东以壮士断腕的魄力坚定退出落后产能以滚石上山的劲头勠力加快新旧动能转换以凤凰涅槃的决心奋力蹚出高质量发展之路。眼下,山东发展呈现出由量到质由形到势的明显转变,经济令人感到欣喜和期待,山东省还生存有野生大灰狼在人们的印象中,作为拥有1亿多人口的山东省,人口分布非常稠密,村庄也更是分布非常密集,经常是村庄挨着村庄,人类活动已经遍及山东的角角落落,山东省内应该不会存在大型野生动物。然而事实一群无知愣头青,一伙祸乱女匪帮一群无知愣头青一伙祸乱女匪帮是祸是福?西方政坛阴盛阳衰西方政坛上女性政客的数量较多,而且现在是越来越多。已经离任的有英国前首相玛格丽特希尔达撒切尔特蕾莎玛丽梅,德国前总理安吉拉默克曹万贵跟随华国锋40年,为完成华老遗愿奔波,向中央提出四不引言2008年8月20日,中新社发布了一则消息引发了全国上下的广泛关注华国锋于当天因病医治无效不幸逝世,享年87岁。对于中国人而言,华国锋这个名字的分量是十分之重的,他是久经考验的昨天喝多了把这个扛回家了,现在醒酒了怎么办?真尴尬哈哈哈喵星人你们两个玩得的很开心,但是没有想起来我呀这个评论好优秀呀,哈哈哈哈看得出来,这幅画画的真不错玩溜冰的时候一定要注意安全呀,毕竟安全第一这个衣服上的小翅膀,说实话很可爱很可爱还2016年的标准2022年被骂上热搜,老司机之怒,成了谁的流量密码讨论了好几天,红绿灯终于上了热搜第一。众多网友群情激愤,指责红绿灯新规刻意把简单的问题给复杂化,用心极坏。而被打为用心不良的人也懵了,红绿灯啥时候又出新规了,我们怎么不知道?情况复资治通鉴148赞同马援的观点,刘邦的管理哲学比刘秀更好学习内容建武五年(己丑,公元29年)1春,正月十七日,刘秀车驾回宫。2刘秀派来歙持节送马援归陇右(陇山以西)。隗嚣与马援同榻而眠,问东方之事,马援说之前到朝廷,皇上接见数十次(东观你看到你的新同学拿着iPhoneXs会怎么想?第一次买iPhone不等于有钱,我也可以真的崇拜苹果的科技,或者我就是乔布斯的粉丝,我想要买这个手机,那我攒钱买,我两年买一台,按一万来算,一年要攒五千,一个月就四百左右,如果我愿夜尿增多,是肾不好吗?提醒晚上起夜超过2次,或是5种病的信号张先生今年42岁,是一家国企公司的骨干,也是家庭的顶梁柱。平日工作繁忙,张先生很少会关注自己的身体,去年发现自己容易疲惫,偶然也有泡沫尿症状,但很快就消失了,也没有太在意。张先生一瞠目结舌!莫里森兼职丑闻曝光后还开玩笑,澳总理非常失望文庞建国工作室李不言反华小丑澳大利亚前总理莫里森真乃神人也!被曝光在政府内部秘密兼任多达5个部长级别的职务后,他不光不觉得羞耻,甚至还有心情发表情包开玩笑,并自嘲万事部长。对此,澳比尔盖茨的成功秘密说起比尔盖茨大家最初的一个印象就是一个世界首富,他是微软的总裁,还有好多人对他的评价也是褒贬不一。我们姑且不去评价比尔盖茨的人生到底如何,但比尔盖茨身上的确有很多值得我们每个人去学
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