马齿苋是一种超级植物可能是开发抗旱作物的关键
对于普通的园丁来说,像马齿苋(马齿苋)这样的杂草是令人讨厌的。但根据一项研究,马齿苋可能是一种“超级植物”,可以帮助研究人员开发抗旱作物。
在这项研究中,耶鲁大学的一组科学家发现,马齿苋整合了两种不同的代谢途径,创造了一种独特的光合作用类型。这使得马齿苋能够在干旱中生存,因为它仍然保持高产。
该研究的资深作者 Erika Edwards 教授解释说,这是一种非常罕见的特性组合,它创造了马齿苋,这是一种“超级植物”,可能在作物工程等领域非常有用。
马齿苋的光合作用
通过称为光合作用的过程,马齿苋等绿色植物利用阳光从二氧化碳和水中合成养分。随着时间的推移,不同的植物物种已经独立进化出许多独特的机制来改善这种光合作用。
玉米和甘蔗都进化出了“C4光合作用”,这使得这两种植物即使在高温下也能保持生产力。
另一方面,仙人掌和龙舌兰等植物已经进化出“CAM光合作用”。这使植物能够在缺水的地区生存。C4 和 CAM 具有不同的功能,但它们都使用相同的生化途径作为基本光合作用的“附加物”。
早前的数据显示,马齿苋同时具有 C4 和 CAM 的适应性。这使得杂草在干旱期间具有生产力和耐受性。
但在 耶鲁大学 的研究之前,专家们认为 C4 和 CAM 在树叶内独立运作。
新研究表明,C4 和 CAM 活性都完全融入了耐寒杂草中。
马齿苋基因表达
在这项研究中,研究小组分析了马齿苋叶中的基因表达。结果表明,C4 和 CAM 都在相同的细胞中运作,并且来自 CAM 反应的产物被直接加工到 C4 途径中。
耶鲁大学 的 研究人员希望他们的研究结果可以用于开发抗旱作物。
“在将 CAM 循环设计成 C4 作物(例如玉米)方面,在这成为现实之前还有很多工作要做,”爱德华兹说。“但我们所展示的是,这两种途径可以有效地整合并共享产品。”
研究表明,C4 和 CAM 比最初想象的更兼容。研究人员随后怀疑可能还有许多其他 C4+CAM 物种,如马齿苋尚未被发现。
什么是马齿苋?
虽然马齿苋是一种众所周知的杂草,但它也是 一种可食用且营养丰富的蔬菜。你可以生吃或煮熟吃。
马齿苋也被称为油菜、猪草、小猪草和小猪草。
它是一种多汁植物,含有约 93% 的水分。马齿苋有红色的茎和小的绿色叶子。
马齿苋有微酸或咸味,如菠菜和西洋菜。您可以像使用生菜和菠菜一样使用马齿苋,所以在制作沙拉或三明治时添加它。
马齿苋生长在世界许多地方和广泛的环境中。杂草可以在花园和人行道裂缝中生长,但它也可以适应更恶劣的条件,例如非常咸或营养缺乏的土壤。
马齿苋富含多种营养成分。一份 100 克(3.5 盎司)的份量含有以下营养素:
维生素 C – 每日摄入量 (DV) 的 35%
维生素 A(来自 β-胡萝卜素)—— DV 的 26%
镁 – DV 的 17%
锰 – DV 的 15%
钾– DV 的 14%
铁 - DV 的 11%
钙– DV 的 7%
同样的食物还含有微量的维生素 B1、B2、B3、叶酸、铜和磷。一份 100 克的马齿苋只有 16 卡路里的热量,使其成为地球上营养最丰富的食物之一,卡路里换卡路里。
马齿苋富含许多抗氧化剂和有益的植物化合物:
Betalain – 马齿苋合成甜菜红素,这是一种抗氧化剂,已被证明可以保护低密度脂蛋白 (LDL) 颗粒免受损害。
谷胱甘肽——谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂,有助于保护细胞免受损害。
褪黑激素——褪黑激素是一种可以帮助您入睡的激素。
维生素 A - 维生素 A 含有 β-胡萝卜素,这是一种抗氧化剂,您的身体会转化为维生素 A。维生素 A 对眼睛健康至关重要。
维生素 C – 维生素 C 或抗坏血酸是一种抗氧化剂,对维持皮肤、肌肉和骨骼至关重要。
维生素 E – 马齿苋富含一种称为 α-生育酚的维生素 E。它可以帮助保护细胞膜免受损害。
一项针对肥胖青少年的研究数据显示,马齿苋种子可降低低密度脂蛋白或“坏”胆固醇和甘油三酯水平。两者都与患心脏病的更大风险有关。进行这项研究的科学家说,这些影响可能是由于马齿苋种子中的抗氧化剂和植物化合物。
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