我國科學家發現耐堿基因可使作物增產
中國科學院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所謝旗研究員科研團隊與(yu) 國內(nei) 多家科研機構和院校合作,經過多年研究發現主效耐堿基因AT1,可以顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米、穀子等作物在鹽堿地上的產(chan) 量,且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應用前景。這一科研成果於(yu) 北京時間3月24日在國際學術期刊《科學》發表。
中科院遺傳(chuan) 發育所等單位組成的科研團隊使用起源於(yu) 非洲中部貧瘠土地的高粱作為(wei) 實驗材料,采用混合堿研究方法來調節堿度進行實驗,通過全基因組大數據關(guan) 聯分析,從(cong) 中發現了主效耐堿基因AT1,該基因與(yu) 水稻的粒形調控基因GS3同源,首次揭示了作物耐堿的分子機製。
中科院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所研究員謝旗:一般的話,植物或者作物,它都有適應環境的基因組的變化、進化。所以我們(men) 采集了不同地方的種子資源來,我們(men) 把它放在高鹽堿的土地裏麵,有一些就能生長,有一些就不生長,然後這些高粱又有基因組的數據,把基因組的數據再通過計算把它關(guan) 聯到一起,抗鹽堿的和不抗鹽堿的,一做個(ge) 比較就發現,有基因發生了突變,所以就是這樣來從(cong) 高粱中第一個(ge) 發現這個(ge) 基因是跟耐堿相關(guan) 。
在理論突破的基礎上,科研人員對高粱進行了耐鹽堿育種生產(chan) 實踐研究,在寧夏平羅鹽堿地進行的大田實驗表明,AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chan) 20.1%,青貯用全株生物量增加近30.5%。科研人員進一步將AT1基因用於(yu) 改良主要禾本科作物,例如水稻、小麥、玉米、穀子等的耐鹽堿性。在吉林大安鹽堿地的多年實驗表明,水稻可增產(chan) 22.4%—27.8%,在寧夏平羅鹽堿地,穀子增產(chan) 19.5%,同時,AT1基因的改造也能顯著增強玉米在鹽堿地的存活率。
聯合國糧農(nong) 組織調查數據顯示,截至2015年,全球超過10億(yi) 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%。科研人員預測,如果全球20%鹽堿地利用該基因,可每年為(wei) 全球增產(chan) 至少2.5億(yi) 噸糧食,從(cong) 而提高鹽堿地的作物產(chan) 能。
中科院遺傳(chuan) 與(yu) 發育生物學研究所研究員謝旗:我們(men) 國家又有15億(yi) 畝(mu) 鹽堿地,比起我們(men) 的18億(yi) 畝(mu) 耕地來說也是少不了多少,假如把這個(ge) 鹽堿地能用上產(chan) 糧食,這個(ge) 對我們(men) 國家的糧食安全就有了保障。
(總台央視記者 帥俊全 褚爾嘉 賀學國)
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