剩菜可能非常有價(jià)值。例如，當(dāng)大豆種子被壓碎并且油被提取時(shí)，剩下的被稱為豆粕。你會想要保存這個(gè)剩余的。豆粕含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。在全球范圍內(nèi)，接近98%的豆粕用于動(dòng)物飼料。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織稱其為“動(dòng)物飼料中最重要和優(yōu)選的優(yōu)質(zhì)植物蛋白來源”。

但大豆種植者面臨挑戰(zhàn)。已經(jīng)證明難以開發(fā)具有高蛋白質(zhì)水平和高產(chǎn)量的大豆品種。這兩個(gè)特征是負(fù)相關(guān)的：當(dāng)大豆產(chǎn)量高時(shí)，蛋白質(zhì)水平趨于降低，反之亦然。植物育種家Brian Diers及其同事在一項(xiàng)新研究中解決了這個(gè)問題。他們的初步結(jié)果表明，有可能在不顯著降低產(chǎn)量的情況下培育蛋白質(zhì)濃度較高的大豆。“種植者通常根據(jù)他們向買家提供的大豆的重量來支付，”伊利諾伊大學(xué)厄巴納 - 香檳分校的研究員迪爾斯說。“因此，種植者決定哪種大豆品種主要靠產(chǎn)量增長。”

Diers說，如果高蛋白品種的大豆產(chǎn)量相對較低，可能不會被種植者選擇。在這項(xiàng)研究中，研究人員測試了一種通過將蛋白質(zhì)培育成兩種不同的大豆來增加蛋白質(zhì)的基因。結(jié)果很有希望。具有高蛋白質(zhì)基因的兩個(gè)品種的植物具有增加的蛋白質(zhì)濃度并且沒有顯示出產(chǎn)量的顯著降低。“這項(xiàng)研究還增加了我們對大豆中蛋白質(zhì)濃度遺傳學(xué)的理解，”Diers說。“這很重要，因?yàn)榇蠖沟鞍踪|(zhì)濃度受到許多基因的影響。”

這些基因分布在大豆DNA的不同位置。每個(gè)位置的不同版本的基因可導(dǎo)致大豆中更高或更低的蛋白質(zhì)濃度。

大豆細(xì)胞中的DNA - 如同所有植物和動(dòng)物細(xì)胞一樣 - 被包裝成稱為染色體的結(jié)構(gòu)。研究人員專注于位于15號染色體上的一個(gè)基因，該基因之前被證明會影響蛋白質(zhì)濃度。“但目前還沒有研究過這種基因如何影響農(nóng)藝性狀，如產(chǎn)量，”迪爾斯說。

他們通過將基因培育成兩個(gè)品種的大豆并測試蛋白質(zhì)濃度和產(chǎn)量的品系，開發(fā)了具有和不具有高蛋白基因的實(shí)驗(yàn)系。“我們發(fā)現(xiàn)15號染色體上的這個(gè)基因不斷增加蛋白質(zhì)濃度，”Diers說道。該基因使蛋白質(zhì)濃度增加到每千克大豆8至14克。“這種基因可能是育種者在需要蛋白質(zhì)濃度較高的大豆時(shí)使用的良好選擇。”

研究人員確實(shí)看到該基因?qū)е路N子油濃度下降。然而，他們沒有觀察到產(chǎn)量的顯著降低。這與20號染色體上基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)濃度增加的影響形成鮮明對比，但也顯著降低了大豆品種的產(chǎn)量。

然而，Diers對研究中觀察到的非顯著的產(chǎn)量減少持謹(jǐn)慎態(tài)度。“我們確實(shí)觀察到了一個(gè)負(fù)收益率趨勢，但它沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，”他說。

通過將其培育成兩個(gè)品種來測試該基因。這很重要，因?yàn)?ldquo;需要對不同品種的基因進(jìn)行評估，”迪爾斯說。“有時(shí)基因只能在某些品種中發(fā)揮作用，而在其 對于育種者來說，擁有這些信息以避免意外是非常重要的。

高蛋白，高產(chǎn)量的大豆品種對種植者和最終用戶具有吸引力。豆粕中的蛋白質(zhì)被認(rèn)為是高質(zhì)量的，因?yàn)樗梢唤M相當(dāng)均衡的氨基酸組成。“豆粕在動(dòng)物飼料中補(bǔ)充玉米，”迪爾斯說。Diers現(xiàn)在致力于生成更詳細(xì)的15號染色體圖譜。更精確的遺傳圖譜可以幫助育種者生成其他高蛋白質(zhì)的大豆品種。