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科学家揭示麻雀为什么挑食高粱

2019-11-27

学生导报·东方少年 2019年19期
关键词:籽粒高粱灌浆

人会挑食,鸟也会吗?来自中国科学家的最新研究发现,麻雀对高粱也会“挑食”,科学家还就此揭晓了麻雀对不同高粱品种“挑食”的分子机制。

国际学术期刊《细胞》子刊《分子植物》前不久刊发这一研究成果。该成果由中国科学院遗传与发育生物学研究所研究团队与中国科学院动物研究所、清华大学等机构的科研人员合作完成。

和其他农作物不同,高粱具有耐旱涝、耐盐碱、耐贫瘠以及产量高等特性,被广泛地应用于饲料、能源和燃料中,成为世界干旱和半干旱地区的主粮作物。不过,高粱却有一个“天敌”——麻雀,后者喜食高粱,会造成高粱的减产。

据中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室研究员谢旗介绍,在作物灌浆期到成熟期,大量麻雀迁飞到农田中啄食籽粒,使籽粒破损并发霉,同时传播各种病虫害,造成不同程度的减产,有研究表明鸟害能使高粱减产超过50%。

不过,一旦麻雀挑食,结果会怎么样?

我国科学家通过大量田间观察发现,麻雀对不同的高粱种子非常“挑食”:在571份高粱自然變异群体中,其中接近46.7%的高粱种子麻雀不喜吃。

这一类似人类挑食的行为又是由什么引起的?

谢旗所在的中国科学院遗传与发育生物学研究所研究团队与中国科学院动物研究所、清华大学等机构的科研人员合作,通过应用宏基因组学、代谢组学、合成生物学及动物行为学等手段发现,高粱的Tannin1基因位点是抵御麻雀的关键原因。

在农田中,在高粱灌浆期之前,很少能看到麻雀,而在高粱灌浆期之后,大量麻雀迁飞至农田。科研人员猜测,这或许意味着灌浆期的高粱籽粒,会散发出有香味的挥发物来吸引麻雀。

他们对高粱灌浆期的籽粒进行测定,发现有9种含芳香气味的挥发物,在不抗鸟的品种中出现了显著的积累,通过进一步实验,证明了两种挥发物的确可以作为“引诱剂”来吸引麻雀取食,而这些过程中,都有Tannin1基因的参与。

谢旗认为,这一研究成果为培育高粱抗鸟新品种提供了重要的基因资源,也为利用单宁设计开发新型绿色农药来防治农业鸟害,提供了全新的解决方案。

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