圖:謝旗研究員介紹主效耐鹼基因成果。/受訪者供圖
日前,中國科學院遺傳與發育生物學研究所謝旗團隊與中國農業大學於菲菲團隊、華中農業大學歐陽亦聃團隊聯合十家單位合作,以耐鹽鹼作物高粱為材料首次發現主效耐鹼基因AT1及其作用機制。
首次揭示作物耐鹽鹼分子機制
聯合國糧農組織最新調查數據顯示,全球超過10億公頃鹽漬化土壤因鹽鹼程度過高而不能被有效利用。如何利用好鹽鹼地,是全球科學家都關注的難題。
中科院遺傳發育所謝旗研究員領銜的科研團隊與合作者獨闢蹊徑,通過全基因組大數據關聯分析高粱群體資源,發現一個主效耐鹼基因AT1,與水稻的粒形調控基因GS3同源。首次揭示了作物耐鹽鹼的分子機制。大田實驗證明,AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產20.1%,全株生物量(青貯用)增加近30.5%。進一步將AT1基因用於改善主要禾本科作物水稻、谷子和玉米等的耐鹽鹼性,水稻年增產約22.4-27.8%,谷子增產19.5%,同時發現改造該基因也能顯著增強玉米在鹽鹼地的存活率,在改良鹽鹼地綜合利用中具有重大應用前景。研究者預測,如果全球20%鹽鹼地利用該基因,可每年為全球增產至少2.5億噸糧食,從而提高鹽鹼地產能。
目前,相關研究已發表於《科學》和《國家科學評論》上。