研究措施早期检测种子老化

衰老是生活的一部分，植物也不例外。植物的生命周期在储存植物材料(如种子)的基因库中感受到。农民、研究人员、环保主义者和其他人可以获得基因库中的植物材料进行育种。但是，要使基因库为种植者提供有用的种质，储存在那里的种子在收获时必须是活的。随着储存的种子开始老化，越来越少的种子存活到足以发芽的时间。因此，基因库必须持续监测储存的种子，以确保它们不会超过“保质期”而失去发芽能力。

在一项新的研究中，研究人员通过检查种子中RNA的完整性，成功地测量了储存的大豆种子的老化。核糖核酸(RNA)是存在于所有活细胞中的核酸。它的主要作用是充当信使，携带来自DNA的指令以控制蛋白质的合成。与检查储存的种子在种植时是否发芽相比，新方法更快，使用的材料更少，这是目前测量种子年龄和活力的“黄金标准”。该研究发表在《作物科学》上。

“我们可以通过更快地测量RNA完整性来检测种子年龄的变化，同时只使用用于发芽测定的种子的一小部分，”该研究的第一作者Christina Walters说。沃尔特斯是科罗拉多州柯林斯堡USDA-ARS国家遗传资源保护实验室的研究员。

发芽测试也可能很昂贵，需要大量的人力资源。“大型种子收藏根本没有资源来不必要地测试和再生种子，”沃尔特斯说。但是在发芽测试之间等待太久也可能是一个问题。种子可能会在监测间隔之间死亡，并且收集将完全丢失。“所以我们想，如果我们有一个水晶球，让我们确定种子年龄而不需要发芽，那不是很好吗?”沃尔特斯说。

就像它更着名的“表亲”DNA一样，RNA以不同长度的链形式出现。Walters及其同事测量了几年来储存的大豆种子中RNA链的大小。在以前的研究中，他们可以在检测种子衰老或死亡的其他症状之前检测RNA片段大小的变化。在这项研究中，研究人员将RNA完整性测量的结果与发芽测试的结果进行了比较。

研究小组发现，测量RNA完整性比使用发芽测定更早地检测到大豆种子的老化。例如，使用RNA完整性方法可以在储存后七年内检测到种子健康状况的变化。相比之下，使用相同的种子，发芽测试可以检测到15-17年后的变化。到那时，种子活力的丧失已经是一个问题。“你实际上想在种子停止发芽之前捕捉到它们的变化，”沃尔特斯说。测量RNA完整性可以帮助基因库管理者做到这一点。

对于大豆，RNA测试的结果可以用更少的种子获得。在某些情况下，使用RNA完整性方法只需22粒大豆种子就可以检测到种子健康的显着下降。使用发芽测定法检测相同的下降将消耗数百颗有价值的种子。

Walters和她的团队在大豆以外的其他一些物种上使用了RNA完整性测定。“测量RNA完整性可以准确预测这些不同物种的衰老速度，”沃尔特斯说。“现在我们需要探索更广泛的物种群体。

最终，沃尔特斯希望这些发现将有助于基因库。“有时基因库是基础设施的一部分，以至于它们变得不可见，”沃尔特斯说。“但我认为基因库提供的服务对于我们将留给孩子的未来至关重要。

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