美國斯坦福大學(xué)研究人員正在研究操縱植物生物過程的方法，以幫助它們在各種條件下更有效地生長。他們設(shè)計了一系列合成遺傳回路，能控制不同類型植物細(xì)胞的生長。在最近發(fā)表于《科學(xué)》雜志的一篇論文中，介紹了他們用這些工具來種植具有改良根結(jié)構(gòu)的植物。這些方法有助于設(shè)計出能更好地從土壤中收集水分和養(yǎng)分的作物，并為設(shè)計、測試和改進(jìn)植物中其他功能的遺傳回路提供了框架。

全球糧食生產(chǎn)日益受到氣候變化的影響，隨著洪水、干旱和極端熱浪越來越普遍，作物需要能更快地適應(yīng)變化的環(huán)境。

為了實現(xiàn)對植物行為的精細(xì)控制，研究團(tuán)隊構(gòu)建了合成DNA。該DNA像計算機(jī)代碼一樣工作，具有指導(dǎo)決策過程的邏輯門。在這種情況下，他們使用這些邏輯門來指定某些細(xì)胞表達(dá)某些基因，從而使在不改變植物其余部分的情況下調(diào)整根系中的分支數(shù)量。

植物根系的深度和形狀會影響它從土壤中提取不同資源的效率。例如，具有許多分枝的淺根系更善于吸收磷（停留在地表附近），而在底部分枝的較深根系更善于收集水和氮。使用這些合成遺傳回路，研究人員可設(shè)計、種植并測試各種根系，從而為不同的環(huán)境創(chuàng)造出最有效的作物。在未來，還能賦予植物自我優(yōu)化的能力。

研究人員設(shè)計了1000多個潛在回路，以操縱植物中的基因表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)了188種有效設(shè)計，正在將這些設(shè)計上傳到合成DNA數(shù)據(jù)庫，供其他科學(xué)家使用。

研究人員在煙草植物的葉子中測試了一種回路，觀察能否讓葉細(xì)胞產(chǎn)生一種在水母中發(fā)現(xiàn)的發(fā)光蛋白質(zhì)。此外，他們還使用其中一種回路來創(chuàng)建邏輯門，該邏輯門能在精確定義的擬南芥根細(xì)胞中修改特定發(fā)育基因的表達(dá)。實驗證明，該回路可改變擬南芥根系的生長結(jié)構(gòu)。

研究人員稱，氣候變化正在改變植物生長的環(huán)境，而種植是人類獲取食物、燃料、纖維和藥物原材料的基本途徑。這項工作旨在幫助人類在環(huán)境條件變得惡劣時，也擁有可種植的品種。（張夢然）

免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)注明“來源：XXX（非駐馬店廣視網(wǎng)、駐馬店融媒、駐馬店網(wǎng)絡(luò)問政、掌上駐馬店、駐馬店頭條、駐馬店廣播電視臺）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，作品版權(quán)歸原作者所有，如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請告知，我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。凡是本網(wǎng)原創(chuàng)的作品，拒絕任何不保留版權(quán)的轉(zhuǎn)載，如需轉(zhuǎn)載請標(biāo)注來源并添加本文鏈接：http://lrxmxut.cn/showinfo-33-277353-0.html，否則承擔(dān)相應(yīng)法律后果。