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中国科学家成功培育新基因“抗盐植物”有望改良盐碱地

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【摘要】:
把盐碱地变成良田沃土,是人类自古以来的梦想。如今这个梦想离现实又近了一大步。

  把盐碱地变成良田沃土,是人类自古以来的梦想。如今这个梦想离现实又近了一大步。

  华东师范大学夏涛教授带领的课题组,通过基因改组技术创造了一种新的“钠氢逆向转运蛋白”,转入并表达这种新基因的植物,能够在高盐环境下正常生长。该项成果目前已经申请了中国国家发明专利和国际PCT专利,相关研究论文近日在国际著名学术期刊《生物化学杂志》在线发表。

  据介绍,植物在盐碱地上不容易生长的原因,是因为植物通过根吸收水分和养料,也会把盐碱成分运输到整个植物体。如果吸收到体内的盐碱成分浓度过高,植物就会死去。如何培育能够在盐碱地上正常生长的植物,特别是培育高耐盐性的转基因工程植物,是进行盐碱地改良的根本出路,也是目前国际学术界的研究重点。

  由于植物细胞里有一种特殊的器官叫做“液泡”,能够储藏植物代谢的废物而不影响细胞的正常发育与生长。于是,科学家就试图把盐离子从植物细胞的细胞质内搬运到“液泡”中,将其隔离,使得盐离子不再伤害植物。而指挥这种搬运工作的就是液泡膜上的“钠氢逆向转运蛋白”。

  目前,科学界已经克隆了大量“钠氢逆向转运”基因并进行了该类基因的工程化尝试。但是,在实际应用中发现,这种“钠氢逆向转运蛋白”的活性仍然不强,植物的抗盐效果不甚理想。

  夏涛教授课题组决定以酵母突变体为高通量的筛选体系,通过基因改组技术强化“钠氢逆向转运蛋白”的搬运能力。经过一系列的实验,他们取得了成功。

  数据显示,这种新创造的“钠氢逆向转运蛋白”转运盐分的能力比野生的“钠氢逆向转运蛋白”提高了约1倍。科研人员还将该基因植入了拟南芥中,结果发现拟南芥在盐碱环境中的生存能力大大提高。

  目前,夏涛课题组正在改良这种基因,继续提升它的活力,同时开展改良基因的工程化育种。

  业内专家认为该项成果具有广阔的应用前景,为中国利用分子生物学技术培育植物耐盐新品种提供了一条新思路。