北極全球種子庫四年有成

 

 

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發行單位:台大種子研究室


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發行人:郭華仁
執行編輯:吳欣俞
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台灣大學農藝學系種子研究室

 

0181   2012-9-10  第四版     搜尋本網站     全國種苗商名錄

植物種苗電子報

                                                                                          

 

近親交配的缺點不完全是基因引起的

 
  Habsburgs王室近親聯姻是個慘痛的教訓。幾個世紀以來,西班牙皇室近親聯姻導致精神疾病、不孕,最終毀壞了整個皇室血統。一百多年來,科學家瞭解罕見遺傳性基因的突變只會在近親繁殖時才會顯現。但最新的植物研究中指出,導致近親衰退的原因不僅只有基因,與這些基因如何被啟動和關閉也有關係。

  Philippine Vergeer在研究西洋山蘿蔔(Scabiosa columbaria)植物時發現到這個現象。Vergeer目前於荷蘭Nijmegen的Radboud大學從事博士後研究,注意到來自歐洲及亞洲,具有深綠色葉片搭上小巧精緻的紫色花朵的這個近交系品種,對環境的反應,與未進行近親雜交的植物差別甚大。乾旱及貧瘠的土壤往往會讓近交系的植物很快死亡,遠交系的植物相較之下比較強壯。

  Vergeer本來認為這些現象可以歸咎於罕見基因,但後來她認為環境所產生的影響更大。乾旱及營養不良常會導致所謂DNA的外顯性改變,添加或移除甲基會有效的開啟或關閉基因,這樣的調控機制會導致近親衰退嗎?為了找到答案,Vergeer與她的同事對S. columbaria的近交系與遠交系所含有的甲基進行比較。近交系植物會產生各種健康問題,包括光合作用反應困難以及生長緩慢。她們也在近交系的基因組中發現高於較遠交系10%的甲基量,這顯示有顯著的外顯性基因改變。

  為了證明甲基化是肇因而非近親衰退,研究人員取另一批帶有5-氮胞苷化學物質的Scabiosa近交系,這種化學物質可以把甲基群由DNA中移除。近交植物經過類似遠交系實驗組所有的DNA甲基化程度的處理。在遠交系植物中的光合作用也產生了一樣的效果,生長與成熟的速率也相同,團隊在七月10日將會在網路上的《Biology Letters》公佈該項成果。瑞士Bern大學的進化生態學家Oliver Bossdorf說,這是第一次展示了表觀遺傳學在近交衰退所扮演的腳色,該研究的意義重大;科學家認為已經破解的現象因此有了另一種解釋。他說,這確實是一項令人驚訝的結果,在我意料之外;這推翻了我們對於近交衰退的既有瞭解。

  科學家仍然不知道為什麼外觀遺傳學會造成近交衰退,Vergeer推測異常的甲基化,是因為近交繁殖啟動些許罕見基因,尤其這些基因幫助調控甲基群的接合與移除。為了揭示近交衰退,Vergeer與她的同事,將會由那些基因含有異常甲基群及在基因上這些甲基群接合處,來探討更多表觀遺傳學效應。Bossdorf 說,經由簡單的計算整體甲基群,是非常粗糙的方法來評估外觀遺傳學,這點Vergeer 也承認。

  Vergeer也指出這個結果對生物學家非常重要。由於氣候變遷、森林砍伐及其他人類活動讓許多物種喪失棲息地,造成族群四分五裂。因為這些因素而造成的近交衰退,會將把這些瀕臨絕種的物種推向滅絕。Vergeer說,這些自交群體必須應對環境變遷,而表觀遺傳學在應對上,將會扮演重要的任務。

  研究結果也指出,或許有天可以試驗用5 -氮胞苷或相關化合物來治療近交繁殖所產生的不利影響,即使這些實驗尚未進行過。
 

資料來源:http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/07/inbreedings-downside-is-not-all-.html

 

 

 

水萌調促進西瓜的發芽率與整齊度

  
  為了,二倍體西瓜種子需要高於26℃才能夠好好地發芽、生長及發育;用四倍體當母本的三倍體西瓜種子則需要在24-38℃下經過24-72小時。雖然三倍體西瓜有很好的市場潛力,但是低產,其主因在於種子活力較低、發芽率較低、胚軸太長、生長緩慢、不整齊、胚體/種皮的比率較小,以及種子成本高。西瓜農在種子發芽上面臨各種問題。由於一般發芽方法在四倍體及三倍體西瓜上得不到好結果,因此需要探討更有效且可靠的方法,以增進種子發芽率及生長。

  針對不同倍性的西瓜種子進行水萌調(hydropriming)處理的試驗,用以測試與改進發芽狀況。種子萌調是讓種子吸少量水而不讓胚根長出,然後開始發芽。短暫吸水、水萌調、加濕處理(培養在較高相對濕度)等已廣泛使用於種子活力及壽命的增加,並應用在許多作物上以促進發芽率,包括瓜類作物。

  正儲型的成熟乾種子在適當給水時,水的吸收呈現三個階段。第一階段的水吸收主要是來自種子基質的吸力,在第二階段(停滯期),種子水勢與周遭環境及主要代謝變化取得平衡,讓胚為接下來衝破種皮預作準備。進入第三階段的種子才算發芽,即胚根突出並且伸長。沒有自生能力的種子,或許會出現第一期及第二期,但不會進入第三期。

  2012年在南韓大山,高敞的西瓜試驗站中,針對五個二倍體西瓜品種 (WC-8C-2C、WD-2-6K及 GW11, GW7),三個三倍體品種 (04WM277、 11WM495及AWX1105),四個T1四倍體品系 (4092012-2IH、3032012-1SA、2052012-2IH及1142012-1SA)進行水萌調處理。經處理的種子小心的水平種在一公分深的地方,以避免任何方向的生長優勢。用塑膠蓋包覆容器以控制蒸散作用,然後放置在30℃的發芽室中。結果發現到四倍體在砂及CSM中發芽狀況更好,4012012-2IH、GW7及AVX1105品種在CSM中發芽率超過90%,在CSM中品種11WM495胚根長度最長可達7.3公分,品種4012012-2IH 可達6.1公分,而品種GW7則可達6.7公分。

  試驗結果發現,相較於正常播種的種子,四倍體及三倍體種子在30℃下的CSM中經過過氧化氫及水萌調處理後,種子發芽率增加90%,產業上大規模使用這個方法,可以容易地生產出發芽率佳且大小一致的四倍體及三倍體種苗,以供農民使用。
 

資料來源:http://www.fao.org/ag/agp/agpc/doc/services/pbn/pbn-237.htm#a125