一种营养丰富的杂草适用于气候压力大的世界

导读 气候变化使以可持续方式确保不断增长的人口的粮食安全成为首要关注。近年来,人们的注意力已转向具有自然抗旱能力且耗水量较少的植物。其中...

气候变化使以可持续方式确保不断增长的人口的粮食安全成为首要关注。近年来,人们的注意力已转向具有自然抗旱能力且耗水量较少的植物。其中许多是“孤儿”作物——这些作物在历史和本土都很重要,但最近由于全球化带来的膳食同质化而被搁置一旁。人熟悉的例子包括高粱、珍珠粟、指粟等小草;和块茎,如象山药和红薯。

喀拉拉邦中央大学植物科学系即将进行的一项关于可持续食品系统前沿的综合研究将焦点放在马齿苋(马齿苋)上,这是一种历史上在旧世界(欧洲、非洲、亚洲)大部分地区食用的作物,但最近被视为外围设备,如果不是完全无用的副产品。它的昵称包括鸭子'杂草'和肥草。

马齿苋是一种 C4 植物,这意味着它将大气中的二氧化碳固定为 4 碳分子(另一条光合作用途径是 C3,它将二氧化碳固定为 3 碳分子)。C3 植物(例如小麦、大麦和燕麦)生长在冬季降雨量高的高纬度地区,而 C4 植物(例如大多数小米、玉米、甘蔗)则生长在温暖的低纬度地区。

马齿苋还可以根据盐度、昼长、夜间温度和水分胁迫等环境条件切换到称为景天酸代谢 (CAM) 光合作用的特殊光合作用。CAM 光合作用是对干旱条件的一种适应,植物在夜间固定大气中的二氧化碳并在白天进行光合作用。这种光合作用途径存在于旱生植物如仙人掌中。

与许多作物不同,马齿苋具有独特的 C4-CAM 开关能力。正常灌溉条件下可采用C4途径,遇到干旱时可转为CAM途径。

耐盐性

该植物还表现出对盐度的天然恢复力,有人认为它可能是一种重要的生物盐作物。马齿苋通过增加称为吡咯啉-5-羧酸合成酶 (PC5S) 基因的表达来应对盐分胁迫。

先前的研究已经确定,马齿苋与其他生物盐类作物一样,能够保持其光合作用活动,尽管以牺牲其生长潜力为代价。尽管如此,研究人员指出,虽然压力会影响植物的发芽潜力,但它对大量种子的生产没有影响。

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