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花時間的關(guān)鍵基因也可以指導(dǎo)植物的根系生長。來自昆士蘭農(nóng)業(yè)和食品創(chuàng)新聯(lián)盟(QAAFI)的項目負責(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,可以通過允許研究人員培育更適合各種環(huán)境的作物來提高糧食安全性。“小麥和大麥?zhǔn)枪爬系淖魑?,人類已?jīng)種植了數(shù)千年,”?;壬f。“多年來,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)根系生長并確定根系的整體形狀。”
Hickey博士表示,這種對VRN1基因地下功能的意外洞察對優(yōu)化谷類作物具有重要意義,因為根系改良的作物品種可以顯著提高農(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,同時誘導(dǎo)早期開花并維持'陡峭,廉價和深層'的根系,”Hickey博士說“這令人興奮,因為開花時間是產(chǎn)量的關(guān)鍵驅(qū)動因素,而VRN1基因似乎提供了一種雙重機制,不僅可以提高作物產(chǎn)量,還可以通過更深入,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Justus Liebig大學(xué)科學(xué)家團隊與Rod Snowdon教授領(lǐng)導(dǎo)的國際合作的一部分。德國小組提供了該基因參與整個歐洲種植的冬小麥根系發(fā)育的見解,以及在田間試驗中驗證生根行為。
另一位合作者是來自CSIRO的Ben Trevaskis博士,他提供了重要的實驗小麥和大麥材料,這些材料對于驗證基因在根系發(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確定其他關(guān)鍵基因,以有效地優(yōu)化農(nóng)民未來作物的根系生長,”羅賓遜女士說。“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發(fā)更高產(chǎn)的作物,盡管未來氣候的變異性增加,”她說。
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