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嫁接香蕉:“不可能任務”完成!

2021-12-29 中國科學報 辛雨
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一棵嫁接兩年半后的椰棗。局部圖顯示了植物基部的一個區域,箭頭指向嫁接位點。圖片來源:Julian Hibberd 

  近日,英國劍橋大學的研究人員發現了一種新嫁接技術,可以提高香蕉、椰棗等瀕危作物的產量并消除相關疾病。近日,相關研究成果發表于《自然》。

  植物嫁接是把一株植物的根連接到另一株植物的枝上,以改善作物生長和根除疾病。該技術在農業上已經使用了數千年,但這項技術并不適用于單子葉植物。單子葉植物包括所有的草(如小麥和燕麥),以及其他高價值作物(如香蕉和椰棗)。因為這些植物缺少一種叫做維管形成層的組織,而維管形成層能幫助移植物在新植株上愈合、融合。

  劍橋大學Julian Hibberd團隊發現了一種可以嫁接單子葉植物的方法。他們從單子葉植物種子中提取了一種植物胚胎組織,并將其應用于同一物種兩個單子葉植物標本之間的潛在嫁接位點。

  結果發現,該組織能刺激生長,并將兩個植株融合在一起。研究人員通過熒光染料驗證發現,嫁接植株的根和芽已經融合,并且莖干上的液體和營養物質可移動。這種方法似乎適用于單子葉植物的很多物種,包括菠蘿、香蕉、洋蔥、龍舌蘭、油棕櫚和棗椰樹等重要作物。

  倫敦帝國理工學院的Colin Turnbull表示,“我認為這幾乎是不可能的。所以,該研究作為一項科學突破,非常令人驚訝?!?/p>

  該團隊在實驗室的初步研究表明,這種嫁接還可以在物種之間進行。他們將小麥稈嫁接到抗病的燕麥根上,這可能會保護小麥免受土傳病害,盡管目前還不清楚這種方法在實際應用中是否可行。

  這項技術對于像香芽蕉這樣脆弱物種的疾病防治尤其有用。香芽蕉無法有性繁殖,只能通過克隆來繁殖,這意味著這種作物在基因上高度一致,很容易受到巴拿馬?。ㄓ梢环N土壤真菌引起)等疾病的影響。通過將抗病的莖(或砧木)嫁接到香蕉植株上,香芽蕉可以避免巴拿馬病。

  這一技術可能不適用于小麥和燕麥等禾本科植物,因為這一過程要重復數百萬次才能收獲一次。但對于那些能存活多年且產生高價值產品的大型植物,如棗椰樹或龍舌蘭,這種方法被證明可能是劃算的。

  研究人員表示,這項技術最直接的應用之一可能是在實驗室里,他們可以使用嫁接技術來了解雙子葉植物是如何上下運輸養分的。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04247-y

打印 責任編輯:閻芳
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