全球可增产2.5亿吨粮食!只因bet36备用:科学家找到了“它”
bet36体育在线:遗传与发育生物学研究所谢旗团队与中国农业大学于菲菲团队、华中农业大学欧阳亦聃团队联合十家科研单位合作,找到了作物耐盐碱的“密码”。他们发现了作物的主效控碱基因AT1及其作用机制。
更重要的是,盐碱地实验证明,敲除该基因可显著提升高粱、水稻、玉米、小麦和谷子等作物在盐碱地的产量。该研究成果3月24日发表于《科学》和《国家科学评论》。
从高粱入手揭开耐碱奥秘
通过对高粱进行全基因组大数据关联分析,研究人员很快就发现一个主效调控耐碱的基因AT1,与水稻的粒形调控基因GS3同源。同时,利用特异性荧光探针系统,研究人员首次揭示了作物高抗盐碱的分子机制。
他们发现,在高盐碱环境中,AT1基因通过调控水通道蛋白的磷酸化来调节水通道蛋白的活性,并将多余的ROS(活性氧物质)排到细胞外,以降低作物的氧化应激反应。
另外,研究人员还发现AT1在主要粮食作物水稻、玉米、小麦及谷子的调控机制,也与高粱相似。
田间实验增产效果显著
在重大理论突破的基础上,合作团队也进行了大田试验。在宁夏平罗盐碱地的实验结果表明,AT1基因的利用能够使高粱籽粒增产20.1%,全株生物量增加近30.5%。
同时,研究人员进一步将AT1基因用于改善水稻、谷子和玉米等作物的耐盐碱性,在吉林大安盐碱地,水稻不同年份增产22.4%—27.8%,在宁夏平罗盐碱地谷子增产近19.5%。研究人员发现,敲除该基因也能显著增强玉米在盐碱地的存活率。
研究人员预测,如果全球20%的盐碱地种植AT1基因改良的作物,可每年为全球增产至少2.5亿吨粮食,从而提高盐碱地产能。该基因在提高作物耐盐碱性方面有巨大的应用前景,有望为支撑bet36备用:国家粮食安全及盐碱地综合利用的国家战略发挥重要作用。
来源:科技日报 陆成宽
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