通過操縱COLAD途徑，科學家可以改變植物對環(huán)境的反應。例如，它可以提高植物耐受高鹽度等脅迫的能力。
研究人員希望他們發(fā)表在《科學》雜志上的研究成果將為新的作物改良策略開辟道路，這對于我們面對為2050年估計將達到近100億的人口提供糧食安全的前景至關重要。
氯醛途徑有助于調節(jié)植物細胞中稱為葉綠體的結構。葉綠體是決定植物的細胞器。除了許多其他代謝、發(fā)育和信號功能，葉綠體還負責光合作用——一個利用太陽能為生命細胞活動提供能量的過程。
因此，葉綠體不僅對植物至關重要，而且對無數依賴植物和農業(yè)的生態(tài)系統也至關重要。
葉綠體由成千上萬種不同的蛋白質組成，其中大多數蛋白質是由細胞的其他部分制成的，并從細胞器中進口。必須非常小心地調節(jié)這些蛋白質，以確保細胞器保持正常運轉。氯AD途徑通過去除和處理不必要的或受損的葉綠體蛋白發(fā)揮作用；因此，CHLORAD這個名字代表“葉綠體相關蛋白降解”。
首席研究員保羅賈維斯教授說：“從進口用于識別葉綠體蛋白的機器——20年來為葉綠體提供新的蛋白質——我們發(fā)現，CHLORAD途徑首次揭示了如何從葉綠體中去除不需要的蛋白質。'
研究員齊華玲博士說：“我們之前的研究表明，葉綠體膜中的蛋白質被葉綠體外的蛋白質降解系統消化。因此，關鍵問題是：如何從膜中提取葉綠體蛋白來實現這一目標？我們對CHLORAD系統的發(fā)現回答了這個問題，我們發(fā)現了兩種在這個過程中起作用的新蛋白質。
聯合研究員William Broad博士補充道：“葉綠體是真核細胞的細胞器。它們起源于10億年前的光合細菌，通過一種叫做內共生的過程。值得注意的是，CLAD系統包含真核生物起源和細菌起源的混合物。這提供了一個有趣的例子來說明真核宿主細胞是如何逐漸進化的，并以一種新穎的方式選擇可用的工具來管理它們的內共生細胞器。
生物技術和生物科學研究委員會前沿生物科學負責人Peter Burlinson說：“這種生化途徑的發(fā)現是一個很好的例子，說明了基礎植物生物學研究的見解如何能夠揭示更高產作物的潛在新策略。這有助于解釋基礎科學在應對重大全球挑戰(zhàn)方面的價值，這些挑戰(zhàn)包括全球人口增長、環(huán)境壓力和對糧食安全日益增長的需求。
到2050年，目前的糧食生產水平必須至少提高70%，以滿足不斷增長的世界人口的需求，飲食偏好應該轉向更多的動物產品，而世界上38%的土地和70%的淡水已經用于農業(yè)。非生物脅迫，包括干旱、高溫和低溫、土壤鹽分、養(yǎng)分缺乏和有毒金屬，是產量損失的主要原因。根據作物和地理位置，作物生產力下降50-80%。
因此，發(fā)展能夠在壓力下獲得穩(wěn)定產量的抗逆作物是保障未來糧食安全的重要策略?？紤]到伴隨全球氣候變化的極端天氣條件越來越頻繁，這種需求尤為迫切，將導致更嚴峻的環(huán)境壓力、更頻繁的植物病害爆發(fā)以及產量和收獲質量下降。
牛津大學的研究商業(yè)化部門牛津大學創(chuàng)新(OUI)正在管理這項技術。
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