基因顯示棗椰樹的性別
由于卡塔爾威爾康奈爾醫(yī)學院(WCMC-Q)1的新研究,棗椰農(nóng)可能很快就能將作物產(chǎn)量提高100%。
與許多開花植物不同,棗椰樹是雌雄異株的,因為它們具有分開的雄性和雌性植物。只有雌性棗椰果實,這是中東和北非的主食。然而,農(nóng)民無法在植物成熟前告知植物的性別,這需要大約五年時間。
WCMC-Q的研究人員設法收集了棗椰子基因組的草稿,然后確定了與性別遺傳相關的基因序列,并在今天的Nature Biotechnology上發(fā)表了他們的結果。
“自然界中存在許多性別決定系統(tǒng)。植物是性別決定方式中最多樣化的,包括通過溫度和營養(yǎng)等,”負責該研究的WCMC-Q的遺傳學家Joel Malek說。“直到今年,許多人都相信棗椰樹會采用其中一種'非傳統(tǒng)'的性別決定方法。”
類似于人類染色體的XY系統(tǒng),雄性棗椰樹決定了后代的性別。然而,與人類不同,棗椰樹中的性染色體是同態(tài)的。“它們在顯微鏡下的大小和外觀非常相似,導致我們需要比較測序來識別該區(qū)域。這與人類不同,X和Y染色體的大小差別很大,您可以使用顯微鏡輕松區(qū)分它們。”
育種者現(xiàn)在應該能夠確定棗椰樹的性別作為幼苗,因為可以從葉子中提取DNA。“一旦開發(fā)出從胚胎中提取DNA的方法,同時不影響種子的生存能力,我們就能夠從種子階段開始,”Malek說。“我認為這遠遠不像許多其他工廠那樣。”
“能夠在其發(fā)育早期確定幼苗的性別確實是有用的。它將允許植物育種者只選擇雄性或雌性植物而不必等待幾年成熟,”Date的主任Abdelouahhab Zaid說。阿拉伯聯(lián)合酋長國的棕櫚研究與發(fā)展計劃。
Zaid說,這對于某些特性(例如抗病性)育種棗椰樹時非常有用,“不會浪費任何資源培育不會在育種計劃下游使用的樹木。”
“大多數(shù)育種者都對生產(chǎn)雌性的日期感興趣,所以'浪費'空間,水,肥料和時間對雄性來說將不再是一個問題,”Malek補充道。
棗椰樹是三種最具經(jīng)濟重要性的木質棕櫚樹之一,還有椰子和油棕櫚樹。它在歷史上是中東和北非最重要的膳食碳水化合物來源之一,在那里種植了數(shù)百萬棵樹木。研究人員對三種最受歡迎??的棗椰樹品種的基因組進行了測序:Khalas,Deglet Noor和Medjool。
研究人員可能還確定了導致水果顏色,氣味和成熟時間等重要特征的基因。Malek說:“另一個具有顯著差異的基因家族是參與植物水分運輸?shù)哪举|素家族,在抗旱性等方面可能很重要。”
遺傳變異
負責水果質量的基因家族是Malek的議程,是育種者改良棗椰樹品種的重要目標。
“日期棕櫚基因組的草稿將極大地幫助我們理解棗椰樹。它應該提供豐富的遺傳數(shù)據(jù)來源,從中可以識別出感興趣的基因,”Zaid說。“[它]也將允許基因鑒定,這反過來可以幫助闡明棗椰樹中的代謝途徑和相互作用。真的,這些用途幾乎是無窮無盡的。”
棗椰樹通常通過分枝繁殖來培育,其中在棕櫚葉的腋中產(chǎn)生的芽被切除并在其他地方重新種植。這產(chǎn)生了棗椰子,其產(chǎn)生相似顏色和大小的果實,這對于包裝是優(yōu)選的。
然而,連續(xù)分枝種植減少了棗椰樹之間的遺傳變異。“當一種疾病困擾一個農(nóng)場時,這是非常有害的 - 因為所有樹木都是無性系 - 這種疾病很容易傳播而不會遇到任何可能具有抗性的遺傳變種,”Malek說。
“使用我們開發(fā)的標記將鼓勵種植來自正常雜交的雌性,而不是克隆,這有望使遺傳多樣性恢復到棗椰樹,”他補充說。
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