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鸟也挑食!中国科学家揭晓麻雀选食不同高粱分子机制(图)

2019-09-24 00:30:33 中国新闻网

  中新社北京9月23日电 (记者 孙自法)不仅人会挑食,鸟也挑食,但鸟为何、如何挑食此前一直不清楚。中国科学家团队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,近日已完成标准鸟类麻雀选食不同高粱的分子机制研究,从而成功揭开鸟类挑食的神秘冰山一角。

谢旗研究员在办公室介绍麻雀选食不同的高粱样品。孙自法 摄

  这一重要科研成果由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谢旗研究员团队与另三个实验室联合攻关完成,相关研究论文北京时间23日深夜获国际权威学术期刊《细胞》子刊《分子植物》在线发表,《细胞》杂志还专门举行全球新闻发布会,对中国科学家揭晓麻雀选食不同高粱分子机制的研究成果予以推介。

  该研究揭示,Tannin1基因通过同时参与调控单宁合成以及脂肪酸来源的挥发物合成的分子机制,来产生高含量的单宁和低浓度的、有香味的挥发物进而躲避和防御麻雀以达到抗鸟的目的。这项成果既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。

  谢旗介绍说,研究团队前期通过大量田间观察发现麻雀对不同的高粱种子有选择性的捕食:在571份高粱自然变异群体中,接近46.7%的高粱种子麻雀不喜吃。为此,研究团队首先对两个不同的自然群体同时进行连续两年在北京、宁夏和海南三地的田间每个点两次重复鸟吃或不吃的表型调查,通过分析,在两个群体中同时能检测到一个单主效位点Tannin1基因,该基因是一个控制高粱单宁合成很关键的基因。研究同时发现,以前推测的与鸟取食相关性状在包壳、穗型、芒、种皮颜色和单宁含量这5个性状中,只有单宁含量与高粱抗鸟呈极显著相关性。

  随后通过随机选取6个高粱抗鸟品种和12个不抗鸟品种,对单宁合成机制中的靶标代谢产物进行测定发现,黄酮类、黄烷-3-醇、花青素和原花青素在不抗鸟的品种中都出现了显著降低。麻雀行为学实验证明其代谢产物花青素和原花青素是影响麻雀食性行为的根本原因。

  谢旗指出,在农田中,高粱灌浆期之前很少能看到麻雀,而高粱灌浆期之后大量麻雀迁飞至农田。研究团队通过对高粱灌浆期的籽粒进行测定发现,有9种有芳香气味的挥发物在不抗鸟的品种中出现显著积累,进一步通过麻雀行为学实验直接证明:己醛和1-辛烯-3-醇两种挥发物的确可以作为引诱剂来吸引麻雀取食。

编辑:肖天
 
 

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