作物基因發(fā)現(xiàn)成為糧食安全的根源

昆士蘭大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，控制小麥和大麥作物開(kāi)花時(shí)間的關(guān)鍵基因也可以指導(dǎo)植物的根系生長(zhǎng)。來(lái)自昆士蘭農(nóng)業(yè)和食品創(chuàng)新聯(lián)盟(QAAFI)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Lee Hickey博士表示，這一發(fā)現(xiàn)是了解根系發(fā)育遺傳學(xué)的重大突破，可以通過(guò)允許研究人員培育更適合各種環(huán)境的作物來(lái)提高糧食安全性。“小麥和大麥?zhǔn)枪爬系淖魑?，人?lèi)已經(jīng)種植了數(shù)千年，”?；壬f(shuō)。“多年來(lái)，農(nóng)民和最近的植物育種者在選擇地上性狀方面取得了重大進(jìn)展，但卻基本上忽略了植物的”隱藏的一半“ - 其根源。“我們發(fā)現(xiàn)VRN1基因，已知可以調(diào)節(jié)小麥和大麥作物的開(kāi)花，也在植物響應(yīng)重力的能力中起作用，從而指導(dǎo)根系生長(zhǎng)并確定根系的整體形狀。”

Hickey博士表示，這種對(duì)VRN1基因地下功能的意外洞察對(duì)優(yōu)化谷類(lèi)作物具有重要意義，因?yàn)楦蹈牧嫉淖魑锲贩N可以顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“大麥中一種特殊的VRN1變異體，即被稱為Morex等位基因，同時(shí)誘導(dǎo)早期開(kāi)花并維持'陡峭，廉價(jià)和深層'的根系，”Hickey博士說(shuō)“這令人興奮，因?yàn)殚_(kāi)花時(shí)間是產(chǎn)量的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，而VRN1基因似乎提供了一種雙重機(jī)制，不僅可以提高作物產(chǎn)量，還可以通過(guò)更深入，更有效的根系改善水分和養(yǎng)分的獲取。”

根基因發(fā)現(xiàn)是德國(guó)Justus Liebig大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)與Rod Snowdon教授領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作的一部分。德國(guó)小組提供了該基因參與整個(gè)歐洲種植的冬小麥根系發(fā)育的見(jiàn)解，以及在田間試驗(yàn)中驗(yàn)證生根行為。

另一位合作者是來(lái)自CSIRO的Ben Trevaskis博士，他提供了重要的實(shí)驗(yàn)小麥和大麥材料，這些材料對(duì)于驗(yàn)證基因在根系發(fā)育中的作用至關(guān)重要。

博士生Hannah Robinson以及最近加入QAAFI作為研究員的Kai Voss-Fels博士是本周在高影響力期刊Molecular Plant上發(fā)表的研究的第一作者。“雖然我們的發(fā)現(xiàn)令人興奮，但需要更多的研究來(lái)確定其他關(guān)鍵基因，以有效地優(yōu)化農(nóng)民未來(lái)作物的根系生長(zhǎng)，”羅賓遜女士說(shuō)。“此外，我們需要確定不同種植區(qū)域的首選根系結(jié)構(gòu)，這將有助于植物育種者開(kāi)發(fā)更高產(chǎn)的作物，盡管未來(lái)氣候的變異性增加，”她說(shuō)。

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