记者从中科院获悉,中科院遗传与发育生物学研究所科研团队正在与中科院生物物理研究所、东北地理与农业研究所合作生态。中国科学院和中国农业大学以耐盐碱作物高粱为原料,首次发现了作物中的耐碱基因AT1及其作用机制。田间试验证明,该基因可显着提高高粱、水稻、谷子、玉米等耐盐碱作物的种质产量,有助于提高盐碱地的综合利用,有重要的应用前景。
相关研究成果于北京时间2023年3月24日凌晨3点发表在《科学》杂志上。
据联合国粮食及农业组织研究数据显示,截至2015年,全球有超过10亿公顷的盐碱地因盐碱浓度过高而无法得到有效利用,其中盐碱地占为了。约占总数的60%。如果这部分土地可用,世界粮食产量预计将大幅增加。
据专家介绍,盐碱地大致可分为盐渍土和盐碱土,而盐渍土主要含有NaCl、Na2SO4等中性盐,其pH值接近中性就可以了。目前,世界各国关于植物耐盐性的研究方法都比较成熟,研究力度也比较集中,也取得了不少成果,但对植物(作物)的耐碱机制还知之甚少,不.
为了解决这一问题,研究团队采用独特的方法,通过全基因组大数据关联分析,对耐盐耐碱差异较大的高粱资源进行分析,发现了一个与水稻形状同源的主要耐碱基因AT1。谷物.调控基因GS3。首次阐明了高等生物高耐盐碱的分子机制,并发现AT1在主要粮食作物水稻、玉米和杂交作物小米中的调控机制非常相似。
基于这一重大理论突破,联合团队开展了耐盐碱高粱选育与改良,并在宁夏平罗盐碱地(pH 9.10)进行的田间试验表明,AT1基因使用它可以提高高粱籽粒的产量。 20.1%,植物总生物量(青贮饲料)增加近30.5%。 AT1基因进一步用于提高水稻、小米、玉米等主要禾本科作物的耐盐碱能力,使吉林省大安盐碱地各类作物增产约24.1-27.8%宁夏回族自治区的平罗盐碱地(pH 9.17)和平罗盐碱地(pH 9.10),小米产量增加了近19.5%。他们还发现,修改这个基因可以显着提高盐碱地玉米的成活率。
研究人员认为,如果在全球20%的盐碱地上种植AT1转基因作物,全球粮食产量每年将至少增加2.5亿吨,从而提高盐碱地的生产能力。数量将会增加。
中国科学院遗传与发育生物学研究所副所长黄迅表示,这一成果是从基础研究解决实际问题、满足我国重大农业生产需求的经典范例。
作者:吴跃辉
来源:人民日报客户端