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香港中文大學破解水稻基因G蛋白 提升水稻抗病害

本文发布时间: 2016-Mar-23
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中新網3月23日電 據香港《大公報》報道,稻米也要提升抗逆力,香港中文大學的生命科學學院研究團隊,與中國農業大學合作,首次破解水稻基因中“YchF類G蛋白”結構及功能,揭破水稻其中一項抗病害及對抗不良生長環境的能力。領導研究團隊的教授林漢明表示,團隊將會進一步研究G蛋白的運作機制,希望將有關發現實用化。中大農業生物技術國家重點實驗室大豆研究中心主任、生命科學學院教授林漢明表示,G蛋白是生物中常見的基因,但學術界鮮有人詳細鉆研。研究團隊在2007年起開始研究水稻中G蛋白,及後發現G蛋白在水稻中有如一個“開關掣”,可提升水稻自身的抗病害能力,以及在高鹽分土地生長的能力。不過,一般情況下G蛋白會與兩種“核苷酸”(能量及信息傳遞分子):ATP、GTP結合。G蛋白與ATP結合就會減低水稻的抗病害能力;與GTP結合就會減低水稻耐鹽生長能力。研究團隊利用與中國農大的“X晶體學研究技術”(陳忠周教授領導),拆解了G蛋白的結構,再配合“定點突變技術”,定點測試ATP、GTP與G蛋白的化學反應,證實ATP、GTP明顯影響水稻的抗病、對抗不良生長環境的能力。隨後研究團隊發現,植物特有的“OsGAP1”蛋白可以改變ATP、GTP結構,令ATP、GTP沒法與G蛋白結合,G蛋白就可以啟動,令水稻自行提升抗病害及對抗不良生長環境的能力。為測試發現成果,團隊利用白葉枯菌進行實驗。白葉枯菌可令水稻葉枯死,使稻米無法生長,導致農夫完全無收成的“絕收”。當水稻的G蛋白啟動後,雖然沒法阻止感染,但受感染的水稻仍可生長,可勉強保住“谷種”。另外,團隊測試高鹽分生長環境,G蛋白啟動的水稻仍然可以生長,而沒啟動的水稻就沒法生長。林漢明形容,G蛋白是用來控制植物會否“發燒”。他稱人類有病就會“發燒”來提升抵抗力,但人類不會時常處於發燒狀態,植物亦如是。因此一般情況下,水稻會傾向關閉G蛋白。林漢明指出,本次研究結果,未必可即時找到應用途徑,但可作為“技術儲備”,萬一出現常用技術都無法對應的水稻疾病,屆時或可藉G蛋白為引子,牽引出新領域的研究或對策。


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