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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

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新华社北京9月23日电(记者孙子发)人们不仅会选择食物,鸟类也会选择食物,但是鸟类选择食物的原因和方式以前还不清楚。通过应用宏基因组学、代谢组学、合成生物学和动物行为学,中国科学家团队最近完成了对标准麻雀选择不同高粱的分子机制的研究,从而成功揭开了鸟类挑剔的神秘冰山一角。

研究员齐谐介绍麻雀在办公室选择不同的高粱样本。孙子法

这项重要的科研成果是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的齐谐研究团队和其他三个实验室共同完成的。相关研究论文于北京时间23日晚些时候由国际权威学术期刊《细胞》的副刊《分子植物》(Molecular Plants)在线发表。赛尔还举行了一次全球特别新闻发布会,宣传中国科学家对麻雀选择不同高粱的分子机制的研究成果。

研究表明,单宁酸1基因可以同时参与调节单宁酸合成和脂肪酸衍生挥发性物质合成的分子机制,产生高含量单宁酸和低浓度芳香挥发性物质,从而避免和保护麻雀达到抗鸟的目的。这一成果不仅为高粱抗鸟新品种的选育提供了重要的基因资源,也为利用单宁防治农业鸟类危害的新型绿色农药的设计和开发提供了全新的解决方案。

齐谐说,研究小组通过早期的大量实地观察发现麻雀选择性捕食不同的高粱种子: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。为此,研究小组首先连续两年在北京、宁夏和海南等地的每个点同时对两个不同的自然种群进行了两次表型调查。通过分析,可以在两个群体中同时检测到控制高粱单宁合成的关键基因单主位点单宁1基因。同时,研究发现,在之前推测的五个与鸟类取食相关的性状中,包括外壳、穗型、芒、种皮颜色和单宁含量,只有单宁含量与高梁鸟的抗性显著相关。

随后,随机选择6个高粱抗鸟品种和12个抗鸟品种,确定单宁合成机制中的目标代谢产物。结果表明,抗鸟品种中类黄酮、黄烷-3-醇、花青素和原花青素含量显著降低。麻雀行为实验证明,其代谢产物花青素和原花青素是影响麻雀摄食行为的根本原因。

齐谐指出,在高粱籽粒灌浆期之前,麻雀很少出现在农田里,而在高粱籽粒灌浆期之后,大量麻雀迁徙到农田里。研究小组通过对灌浆期高粱籽粒的测定,发现9种具有芳香气味的挥发物在非抗性品种的鸟类中积累显著。此外,麻雀的行为实验直接证明己醛和1-辛烯-3-醇确实可以用作引诱剂来吸引麻雀进食。(结束)