科學網—科學家找到C4禾穀類理想模式植物——「小米」

2020-11-27 科學網

 

本報訊（記者程春生）近日，《自然—植物》在線發表了山西農業大學雜糧分子育種團隊與中國農科院作物科學研究所等單位合作的研究成果，他們在國際上首次獲得了超早熟穀子，並將其發展成C4禾穀類研究的理想模式植物體系。

擬南芥和水稻作為模式植物在相關研究領域發揮著重要作用，然而它們均為C3植物，在作為C4作物的模式植物上有很大的局限性，無法解決諸如C4光合代謝以及許多黍亞科特殊的基礎問題。而穀子具有抗旱、耐瘠薄和C4高光效等突出優勢，恰恰彌補了擬南芥和水稻作為模式植物的不足，是極具發展潛力的禾穀類模式植物。因此，可利用這一模式體系幫助研究人員發掘穀子中控制品質、抗逆、耐貧瘠等特徵的相關基因，進而利用這些基因的分子標記開展穀子分子育種，培育米色、口感好，保健功能強，抗逆，水肥高效且適於機械化栽培的優質穀子品種。

據團隊負責人、山西農業大學教授韓淵懷介紹，由於穀子生育周期較長，植株高大，不適於作為模式植物在室內大規模培養。為解決這一難題，研發團隊對山西名優穀子「晉谷21」進行了大規模誘變，從中篩選到一個超早熟突變體「小米」，其生育期兩個月左右，株高30釐米左右，與模式植物擬南芥相當。在此基礎上，科研人員組裝了高質量參考基因組，構建了全生育期基因表達圖譜和多組學資料庫，研發了高效遺傳轉化技術體系，從而將「小米」發展成C4禾穀類研究的理想模式植物，為開展分子育種和促進高產優質作物新品種選育提供了便利條件。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-020-0747-7

《中國科學報》 (2020-09-04 第1版 要聞)

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