我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)耐堿基因可使作物增產(chǎn)

  中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作,經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1,可以顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量,且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應(yīng)用前景。這一科研成果于北京時(shí)間3月24日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

  中科院遺傳發(fā)育所等單位組成的科研團(tuán)隊(duì)使用起源于非洲中部貧瘠土地的高粱作為實(shí)驗(yàn)材料,采用混合堿研究方法來調(diào)節(jié)堿度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析,從中發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因AT1,該基因與水稻的粒形調(diào)控基因GS3同源,首次揭示了作物耐堿的分子機(jī)制。

  中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗:一般的話,植物或者作物,它都有適應(yīng)環(huán)境的基因組的變化、進(jìn)化。所以我們采集了不同地方的種子資源來,我們把它放在高鹽堿的土地里面,有一些就能生長(zhǎng),有一些就不生長(zhǎng),然后這些高粱又有基因組的數(shù)據(jù),把基因組的數(shù)據(jù)再通過計(jì)算把它關(guān)聯(lián)到一起,抗鹽堿的和不抗鹽堿的,一做個(gè)比較就發(fā)現(xiàn),有基因發(fā)生了突變,所以就是這樣來從高粱中第一個(gè)發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因是跟耐堿相關(guān)。

  在理論突破的基礎(chǔ)上,科研人員對(duì)高粱進(jìn)行了耐鹽堿育種生產(chǎn)實(shí)踐研究,在寧夏平羅鹽堿地進(jìn)行的大田實(shí)驗(yàn)表明,AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%,青貯用全株生物量增加近30.5%。科研人員進(jìn)一步將AT1基因用于改良主要禾本科作物,例如水稻、小麥、玉米、谷子等的耐鹽堿性。在吉林大安鹽堿地的多年實(shí)驗(yàn)表明,水稻可增產(chǎn)22.4%—27.8%,在寧夏平羅鹽堿地,谷子增產(chǎn)19.5%,同時(shí),AT1基因的改造也能顯著增強(qiáng)玉米在鹽堿地的存活率。

  聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,截至2015年,全球超過10億公頃鹽漬化土壤因鹽堿程度過高而不能被有效利用,其中堿化土約占鹽漬化土壤的60%。科研人員預(yù)測(cè),如果全球20%鹽堿地利用該基因,可每年為全球增產(chǎn)至少2.5億噸糧食,從而提高鹽堿地的作物產(chǎn)能。

  中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗:我們國(guó)家又有15億畝鹽堿地,比起我們的18億畝耕地來說也是少不了多少,假如把這個(gè)鹽堿地能用上產(chǎn)糧食,這個(gè)對(duì)我們國(guó)家的糧食安全就有了保障。(記者 帥俊全 褚爾嘉 賀學(xué)國(guó))

原標(biāo)題:我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)耐堿基因可使作物增產(chǎn)

責(zé)任編輯:邱苗
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