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等级 B2 – 中高级CEFR B2
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260 字
研究团队发现了一种迅速调节植物生长的机制:在极端胁迫下,一条负责合成生长相关化合物的代谢通路通过对现有酶的化学修饰实现即时抑制,而不是通过改变基因表达来调控。因为转录和翻译需要时间,植物在突发胁迫时依赖这种即时的酶活性调节,以便无需合成新蛋白就能迅速反应。
研究进一步指出,活性氧分子会直接干扰并降低酶的活性;同时,部分下游化合物在胁迫下积累并结合到上游酶上,阻断其功能,导致通路产出减少。这种即时效应能保护植物,将资源从生长转向耐逆性,随之进入第二阶段的长期调整,常见结果是植株更小或生长变慢。
该工作来自加州大学河滨分校德赫什实验室并发表在《美国国家科学院院刊》。前实验室主管米恩·范德文领导了关键实验,她测量了极低含量的中间代谢物,追踪到导致植株变小但不致死的突变线索,并分离出脆弱的酶在体外重建其工作条件。范德文退休后又继续工作两年,并表示坚持是值得的。
- 这种通路在细菌中也存在,说明可能是广泛采用的策略。
- 理解该机制有助解释许多作物工程失败的原因。
- 增强或调整该通路可能帮助培育更耐干旱和高光等胁迫的作物。
难词
- 胁迫 — 对植物有害的环境压力极端胁迫, 突发胁迫
- 代谢通路 — 细胞内连续化学反应的路径
- 酶活性 — 酶进行化学反应的能力酶活性调节
- 活性氧 — 具有强反应性的含氧分子活性氧分子
- 下游化合物 — 代谢通路后段的化学物质
- 抑制 — 阻止或减少某事发生或进行即时抑制
- 转录 — 把基因信息合成RNA的过程转录和翻译
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讨论问题
- 这种即时的酶活性调节机制对作物育种有哪些潜在好处或问题?请给出理由和例子。
- 文章提到这种通路在细菌中也存在。你认为这说明了该机制的哪些特点?
- 如果要利用这项研究提高作物耐干旱性,科研或农业实践中应优先考虑哪些步骤或可能的风险?