美國杜克大學(xué)基因科學(xué)與政策研究所（IGSP）的研究人員稱，用單個(gè)基因改造多年生牧草,，可使其根部更加堅(jiān)韌,，生長(zhǎng)更快,，這有利于生物燃料的制造。
圖片來源：Cell.com
多年生牧草包括柳枝稷和芒草等,。美國去年提出了在2012年以前從玉米,、柳枝稷等可再生作物中提取燃料乙醇的計(jì)劃。柳枝稷之前一直被認(rèn)為是非常有前途的乙醇原料,，因?yàn)樗嵌嗄晟参?，而玉米需要每年再植。不過,，大多數(shù)生物燃料作物需要等到種植兩三年后收割,，而且需要固定其根部，改進(jìn)根部生長(zhǎng)能大大減少收割時(shí)間,。
IGSP系統(tǒng)生物學(xué)研究中心的主任,、生物學(xué)家菲利普·本菲尼做到了這一點(diǎn)。他們采用了一種基因組方法,，旨在找出一些特定的基因——當(dāng)細(xì)胞停止分裂并開始表現(xiàn)出其最終會(huì)變成成熟細(xì)胞的特征時(shí),，這些基因會(huì)變得活躍。最終,，他們找到了一種名為UPB1的基因,，進(jìn)一步的研究顯示，UPB1可控制過氧化物酶的基因表達(dá),。
他們接著證明,，過氧化物酶控制細(xì)胞繁殖區(qū)域和細(xì)胞延長(zhǎng)區(qū)域（細(xì)胞分裂從此處開始）之間自由基的平衡。自由基是機(jī)體氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的有害化合物,，具有強(qiáng)氧化性,，可損害機(jī)體的組織和細(xì)胞，進(jìn)而引起慢性疾病及衰老效應(yīng),。
當(dāng)研究人員在實(shí)驗(yàn)中破壞植物根部UPB1的活性時(shí),，改變了自由基的平衡，使細(xì)胞延遲分裂并持續(xù)繁殖,。最終,，這些植物擁有了生長(zhǎng)更快的根部、更多更大的細(xì)胞,。而當(dāng)人工增加UPB1的活性時(shí),，植物根部的生長(zhǎng)變得緩慢。
本菲尼表示,，這意味著可通過操控單個(gè)基因來讓植物長(zhǎng)得更快,；而且，UPB1的活動(dòng)也與植物雌激素不相干,。
另外,，從基因工程學(xué)的角度來說,，通過去掉而不是增加一個(gè)基因來加強(qiáng)植物的生長(zhǎng)更有吸引力。這也表明,，植物并不會(huì)用盡全力地生長(zhǎng),，因?yàn)樗鼈儽仨氃谏L(zhǎng)和繁殖之間作出取舍。新發(fā)現(xiàn)除了在生物燃料方面具有潛在用途外,，還有望幫助科學(xué)家培植出更大,、更強(qiáng)和能夠從大氣中吸收更多溫室氣體的植物。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦英文摘要：
Cell DOI：10.1016/j.cell.2010.10.020
Transcriptional Regulation of ROS Controls Transition from Proliferation to Differentiation in the Root
Hironaka Tsukagoshi, Wolfgang Busch, Philip N. Benfey
The balance between cellular proliferation and differentiation is a key aspect of development in multicellular organisms. Using high-resolution expression data from the Arabidopsis root, we identified a transcription factor, UPBEAT1 (UPB1), that regulates this balance. Genomewide expression profiling coupled with ChIP-chip analysis revealed that UPB1 directly regulates the expression of a set of peroxidases that modulate the balance of reactive oxygen species (ROS) between the zones of cell proliferation and the zone of cell elongation where differentiation begins. Disruption of UPB1 activity alters this ROS balance, leading to a delay in the onset of differentiation. Modulation of either ROS balance or peroxidase activity through chemical reagents affects the onset of differentiation in a manner consistent with the postulated UPB1 function. This pathway functions independently of auxin and cytokinin plant hormonal signaling. Comparison to ROS-regulated growth control in animals suggests that a similar mechanism is used in plants and animals.
