새로운 연구는 더운 밤이 쌀 수확량을 억제하는 방법을 명확히 합니다.
노스캐롤라이나 주립대학교의 생화학 부교수이자 이 저널에 실린 논문의 교신저자인 콜린 도허티(Colleen Doherty)는 “기본적으로 우리는 따뜻한 밤이 벼의 내부 시계를 망가뜨린다는 사실을 발견했습니다. PNAS.
“대부분의 사람들은 식물이 역동적이지 않다고 생각하지만 실제로는 그렇습니다. 식물은 동이 트기 직전에 광합성을 위해 준비하고 늦은 오후에 광합성을 줄이고 에너지 자원을 연소하는 방법과 장소를 정확하게 결정하는 등 생물학적 과정을 끊임없이 조절합니다. 식물은 바쁘고 외부에서 모든 활동을 관찰하기가 어렵습니다.”
그리고 연구원들이 배운 것은 모든 활동을 조절하는 시계가 낮에 비해 밤이 더워지면 엉망이 된다는 것입니다.
“이것은 단지 흥미로운 과학적 질문이 아니라 전 세계적인 식량 안보 문제입니다.”
Doherty는 "기후 변화로 인해 전 세계적으로 기온이 상승하고 야간 기온이 주간 기온보다 빠르게 상승한다는 사실을 이미 알고 있었습니다."라고 말합니다. "우리는 또한 따뜻한 밤이 쌀 생산. 그러나 지금까지 우리는 따뜻한 밤이 쌀에 나쁜 이유에 대한 통찰력이 거의 없었습니다.
"아직 모든 세부 사항을 알지 못하지만 어디에서 볼 것인지 좁히고 있습니다."
쌀은 매년 수억 명의 사람들을 먹여 살리는 필수 작물이기 때문에 쌀 수확량 손실을 다루는 연구가 중요합니다. 기후 변화 세계 식량 안보에 대한 도전을 제기합니다.
따뜻한 밤이 쌀에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 Doherty는 Kansas State University의 Krishna Jagadish와 International Rice Research Institute의 Lovely Lawas를 비롯한 동료들과 함께 현장에서 문제를 연구했습니다. 연구원들은 필리핀에 두 개의 연구 사이트를 설립했습니다. 그들은 세라믹 히터를 사용하거나 열이 각 연구 장소의 다른 영역에서 온도를 조작하는 경향이 있습니다.
Jagadish가 이끄는 연구팀은 세라믹 히터를 사용하여 주변 온도보다 섭씨 2도(화씨 3.6도) 높은 온도로 실험 플롯을 유지하고 24시간 동안 24시간마다 벼에서 샘플을 채취했습니다. 대조구는 가열되지 않았지만 동일한 XNUMX시간 동안 XNUMX시간마다 샘플링되었습니다. 팀은 이 테스트를 네 번 반복했습니다. 그들은 나중에 세라믹 히터 테스트의 결과를 검증하기 위해 히트 텐트를 사용했습니다.
한편, 도허티가 이끄는 팀은 야간 기온이 더 높은 '잘못된' 시간에 XNUMX개 이상의 유전자가 발현되고 있다는 사실을 발견했다. 특히, 밤이 더워지면 광합성과 관련된 많은 유전자를 포함하여 수백 개의 유전자가 낮에 활성화됩니다. 한편 수백 개의 다른 유전자가 평소보다 훨씬 일찍 저녁에 활성화되어 최적의 수확량에 필요한 미세 조정된 타이밍을 방해했습니다.
Doherty는 "이 모든 유전자가 무엇을 하는지는 분명하지 않지만 이러한 상충되는 일정 변경이 식물에 좋지 않다는 것은 분명합니다."라고 말합니다.
연구자들은 영향을 받는 많은 유전자가 전사 인자라고 불리는 24개의 다른 유전자에 의해 조절된다는 것을 발견했습니다. 24개 중 전사 인자 중 XNUMX개는 향후 연구에서 가장 유망한 것으로 간주되었습니다.
Doherty는 "여기서 무슨 일이 일어나고 있는지 정확히 파악하기 위해 추가 작업을 해야 더 따뜻한 밤에 견딜 수 있는 벼를 재배할 수 있습니다."라고 말합니다. “쌀은 중요한 식량작물입니다. 그리고 밀을 포함한 다른 주요 작물도 더운 밤의 영향을 받습니다. 이것은 단지 흥미로운 과학적 질문이 아니라 전 세계적인 식량 안보 문제입니다.”
이 작업은 국립 식품 농업 연구소의 보조금에 따라 미국 농무부의 지원으로 이루어졌습니다.
출처: 노스 캐롤라이나 주
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