如果你吃得太多而不運動,你可能會胖幾磅。原來植物葉子也做過類似的事情。在美國能源部布魯克海文國家實驗室的一項新研究中,科學家們表明,將糖保存在植物葉子中會使它們變胖。
植物中多余的脂肪積累可能是一件好事。它可以幫助將植物轉化為生產生物燃料和其他有用化學物質的工廠。但是你不能只喂植物餅干和甜甜圈來獲取葉子來提取更多的油。
“植物自己制造食物,”領導這項研究的布魯克海文實驗室生物化學家約翰尚克林說?!八鼈兺ㄟ^光合作用將陽光、水和二氧化碳轉化為糖。這些糖通常從葉子運輸到植物的其他部分,并轉化為植物生長和發(fā)育所需的其他化合物。油通常不會積累到很高的水平,除了一些種子?!?
為了促進平衡,它有利于更高的石油產量和葉片積累——這比用于制造生物基化學品的種子更豐富和更容易獲得——科學家需要詳細了解驅動代謝途徑的生化過程和控制它們的基因。正如發(fā)表在《植物生理學雜志》上的一篇論文中所描述的那樣,布魯克海文的團隊有選擇地栽培植物,以結合一系列阻礙一些糖運輸和轉化途徑的特征,從而增加石油的產量和積累。
科學家們懷疑,根據他們的早期研究,在葉子中保留更多的糖會增加這些營養(yǎng)組織的產油量。這項工作已經確定了高糖水平可以抑制多少被調節(jié)的蛋白質,該蛋白質在另一種蛋白質的分解中起著關鍵作用,并且該蛋白質可以用作打開產油基因的開關。在目前的研究中,科學家已經發(fā)現轉化蛋白水平的增加和更高水平的油前體和油。
Shanklin說:“結合基因突變可以減少葉片中的糖運輸,將糖轉化為淀粉會增加葉片中的糖含量?!斑^量的糖可以通過穩(wěn)定油開關來增加油的產量,同時,它還提供了在葉子中產生更多油所需的碳結構單元?!?
科學家們還培育了將增糖特性與其他突變相結合的植物,包括限制植物脂質分解的植物,這導致葉片中油前體積累的進一步增加。
Shanklin說:“在某些情況下,這些突變的結合有助于促進植物新陳代謝,產生和儲存比預期更多的油。
“這些基礎生化遺傳研究的結果為糖、油前體和葉片中油積累之間的關系提供了有價值的見解,這將有助于為優(yōu)化經濟上重要的植物的營養(yǎng)組織中油積累的生物技術努力提供優(yōu)化。”
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