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人挑食,鸟呢

2019-11-02 10:10:24

人们可以选择食物,鸟类可以吗?

中国科学家的最新研究发现麻雀对高粱也“挑剔”,科学家也揭示了麻雀对不同高粱品种“挑剔”的分子机制。

这项研究结果最近由国际学术期刊《细胞》(Cell)发表,这是《分子植物》的副刊。这项成果是由中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究团队与中国科学院动物学研究所、清华大学等机构的研究人员合作完成的。

高粱不同于其他作物,具有抗旱、抗洪、耐盐碱、耐贫瘠和高产的特点。它广泛用于饲料、能源和燃料,已成为世界干旱和半干旱地区的主要粮食作物。然而,高粱有一个“天敌”——麻雀,它喜欢吃高粱,会减少产量。

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齐谐介绍,从籽粒灌浆阶段到成熟期,大量麻雀迁徙到农田啄食籽粒,导致籽粒受损发霉,同时传播各种病虫害,导致不同程度的减产。一些研究表明,鸟害可以使高粱产量减少50%以上。

然而,一旦麻雀挑食,会发生什么呢?

中国科学家通过大量实地观察发现,麻雀对不同的高粱种子非常“挑剔”:在571个高粱自然变异群体中,近46.7%的高粱种子麻雀不喜欢吃。

是什么导致了这种类似人类挑食的行为?

“以前,人们普遍认为高粱有芒,包膜程度越高,穗型越分散,种皮颜色越深,单宁含量越高,对鸟类的抵抗力越强。然而,高粱自身抵抗鸟类伤害的分子机制仍不清楚。”齐谐说。

中国科学院遗传与发育生物学研究所的齐谐研究团队,与中国科学院动物学研究所、清华大学等机构的研究人员合作,通过宏基因组学、代谢组学、合成生物学和行为学等手段,发现高粱单宁1基因位点是抵御麻雀的关键原因。

具体而言,该基因位点是控制高粱单宁合成的关键基因,单宁合成途径的代谢产物包括花青素和原花青素。科学家发现麻雀的行为实验已经证明花青素和原花青素是影响麻雀进食行为的根本原因。因此,这个基因位点与高粱能否吸引麻雀密切相关。

此外,这个基因位点还参与了高粱中一些香气挥发物的合成,这也是麻雀喜欢吃高粱的原因之一。

根据齐谐的说法,植物可以释放一些芳香的挥发物,这些挥发物作为“引诱剂”来吸引蜜蜂和其他蜜蜂来帮助授粉。或者释放一些有毒物质及其前体挥发物,作为抵御捕食者的“警告剂”。

在农田里,麻雀在高粱灌浆期之前很少见到,而在高粱灌浆期之后,大量麻雀迁徙到农田里。研究人员推测,这可能意味着高粱籽粒在灌浆过程中也会散发芳香挥发物来吸引麻雀。

在灌浆期对高粱籽粒进行了测定,发现有9种气味芳香的挥发物在非抗鸟品种中积累显著。通过进一步的实验,证明了这两种挥发物确实可以作为“引诱剂”来吸引麻雀进食,并且单宁1基因参与了这些过程。

齐谐认为,这一研究成果为培育高梁抗鸟新品种提供了重要的遗传资源,也为利用单宁防治农业鸟害的新型绿色农药的设计和开发提供了全新的解决方案。

中国青年报、中国青年网记者邱陈晖来源:中国青年报

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