對二甲基磺醯丙酸酯生合成進一步的了解，有助於提升植物逆境耐受性
2025/01/14 @國際
摘要
藉由了解耐鹽植物中二甲基磺醯丙酸酯(DMSP)生合成機制及其關鍵酵素，以生物工程及田間試驗方式驗證提升DMSP含量有助於提高作物耐鹽及耐旱性，期望未來能應用在其他糧食作物上
示意圖
二甲基磺醯丙酸酯（dimethylsulfoniopropionate, DMSP）是一種有機硫化合物，存在於海洋浮游植物、海藻及部分陸生和水生植物中，作用為滲透劑協助生物調節滲透壓。英國東英吉利大學(University of East Anglia)研究團隊藉由了解DMSP在植物的生合成機制，並應用至番茄以提升作物的耐鹽性。
研究人員由一種生長於英國沿海鹽沼中的耐鹽植物Cordgrass著手，雖然少部分作物也能夠生合成DMSP，但含量遠低於Cordgrass，了解其機制可使其他植物釋放更大的潛力。為了找到答案，研究人員將兩種Cordgrass及其他植物基因序列進行比對，追蹤與DMSP相關酵素活性並回溯找到其生合成相關基因，最終找到3個基因methionine S-methyltransferase (MMT)、S-methylmethionine decarboxylase (SDC) 及DMSP-amine oxidase (DOX)。
接著，選擇一種菸草近親植物benthi，表現3個生合成相關基因，結果顯示植物中DMSP含量明顯提升且耐鹽及耐乾旱能力提升。此外，研究人員將DMSP化合物直接施用於土壤中，結果顯示在高鹽逆境下，番茄可以藉由根部吸收DMSP，施用後含量較未施用高4-6倍，且生物量也較高，表示外施方式也能有效增進作物的耐鹽性。
研究人員表示，藉由了解植物如何承受逆境的機制，期望未來透過生物工程技術應用在大宗作物如小麥上，提高其耐鹽及耐旱性，達到糧食生產的永續性。【延伸閱讀】-可以在海洋表面種植的耐鹽水稻
資料來源
文章摘譯
