新しい研究は、暑い夜がどのように米の収穫量を抑制しているのかを明らかにしています。
ノースカロライナ州立大学の生化学の准教授であり、ジャーナルの研究に関する論文の対応する著者であるコリーン・ドハティは、次のように述べています。 PNAS.
「ほとんどの人は、植物は動的ではないと考えていますが、動的です。 植物は絶えず生物学的プロセスを調節しています。夜明け直前に光合成に備え、午後遅くにそれを終わらせ、エネルギー資源をどこでどのように燃やすかを正確に決定します。 植物は忙しいので、そのすべての活動を外部から観察するのは難しいだけです。」
そして、研究者が学んだことは、その活動のすべてを調整する責任がある時計は、夜が日よりも熱くなると台無しになるということです。
「これは興味深い科学的問題であるだけでなく、世界的な食料安全保障の問題でもあります。」
「気候変動が世界的に気温の上昇につながっていること、そして夜間の気温が日中の気温よりも速く上昇していることはすでに知っていました」とドハティは言います。 「暖かい夜が痛いことも知っていました 米の生産。 しかし、これまで、暖かい夜が米に悪い理由についてはほとんど洞察がありませんでした。
「まだすべての詳細はわかりませんが、どこを見ればよいかを絞り込んでいます。」
コメは毎年何億人もの人々を養うために不可欠な作物であり、 変化する気候 世界の食料安全保障に課題をもたらします。
暖かい夜が米に与える影響をよりよく理解するために、ドハティはカンザス州立大学のクリシュナ・ジャガディッシュや国際稲研究所のラブリー・ラワスなどの同僚と協力して、この分野の問題を研究しました。 研究者たちはフィリピンにXNUMXつの研究サイトを設立しました。 彼らはセラミックヒーターを使用したか、熱が各研究サイトのさまざまな領域の温度を操作する傾向があります。
Jagadishが率いる研究チームは、セラミックヒーターを使用して、実験区画を周囲温度より2℃（華氏3.6度）高く維持し、24時間ごとに24時間、稲からサンプルを採取しました。 対照区は加熱されなかったが、同じXNUMX時間の間にXNUMX時間ごとにサンプリングされた。 チームはこれらのテストをXNUMX回繰り返しました。 彼らは後にヒートテントを使用して、セラミックヒーターテストの結果を検証しました。
一方、ドハティが率いるチームは、夜間の気温が高い「間違った」時間に、XNUMXを超える遺伝子が発現していることを発見しました。 具体的には、夜が暑くなると、光合成に関連する多くの遺伝子を含む数百の遺伝子が、その日の後半に活性化するようになりました。 その間、他の何百もの遺伝子が通常よりもはるかに早く夕方に活性化しており、最適な収量に必要な微調整されたタイミングを混乱させていました。
「これらの遺伝子のすべてが何をするのかは明らかではありませんが、これらの相反するスケジュールのシフトが植物にとって良くないことは明らかです」とドハティは言います。
研究者らは、影響を受けた遺伝子の多くが、転写因子と呼ばれる他の24の遺伝子によって調節されていることを発見しました。 それらの24のうち、XNUMXつの転写因子は将来の研究のために最も有望であると考えられました。
「ここで何が起こっているのかを正確に把握するために追加の作業を行う必要があります。そうすれば、暖かい夜に強い米の育種を始めることができます」とドハティは言います。 「コメは重要な食用作物です。 また、小麦など、他の主食作物も暑い夜の影響を受けます。 これは興味深い科学的問題であるだけでなく、世界的な食料安全保障の問題でもあります。」
この作業は、国立食品農業研究所の助成金の下で米国農務省の支援を受けて行われました。
情報源： NC州
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