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     时间:2021-04-08 08:05:09  来源:

    一项新的研究分离出了控制小麦小穗形状和大小的基因,这是一项突破,它可以帮助育种者实现世界上最重要的作物之一的增产。

    约翰·英因斯中心的研究小组说,他们发现的潜在遗传机制也与玉米,大麦和大米等许多其他主要谷物的花序(花序)结构有关。

    农艺相关性状的遗传鉴定是小麦研究的重要里程碑。基因组非常复杂的农作物。

    这项发现今天发表在植物细胞杂志上,为育种者提供了一种新的工具,可以加速全球对小麦改良的追求。该研究还着重介绍了一系列下一代技术,这些技术可用于对世界上产量最高的小麦-小麦进行基础研究。

    协调全球小麦研究的“小麦计划”已将花卉结构确定为关键特征之一,如果要使全球不断增长的人口需要增加1.6%的单产,就必须对其进行改良。

    约翰·英因斯中心的斯科特·博登博士(Scott Boden)与澳大利亚和剑桥大学的同事一起,由其作物遗传学实验室领导该研究,他说,这是实验室和现场的一项突破。

    “本文是一个例子,说明了我们现在可以利用许多即将到来的资源在小麦中完成的工作。我们已经从现场转到实验室,然后再返回。这是一个发育基因,有助于许多农学上重要的性状。从这项研究中获得的知识和资源可以用来查看它是否确实有益于产量。”

    “我们已经从学术角度解决了这个问题,但是我们已经将其移交给了育种者,使他们可以使用它们来优化花的发育。”

    花卉结构的多样性已被几代农作物育种者利用,以增加产量,而该性状的遗传变异具有进一步提高谷物产量的潜力。

    该研究集中于面包小麦特定突变性状背后的遗传学,称为配对小穗,其中小麦花序由两个小穗而不是通常的小穗形成。这种性状与玉米和大米中的花卉生产相似,是一个变异,可能导致产量增加。

    研究人员使用一系列技术,包括植物转化,基因测序和快速育种,研究了显示配对小穗的小麦品系,这些小穗来自于一个称为多亲本代杂交(MAGIC)的作图群体。为研究和鉴定相关性状的遗传起源而创建的春小麦种群。

    研究发现,一种名为TEOSINTE BRANCHED1(TB1)的基因调节小麦的花序结构,通过延迟开花并减少控制侧枝发育的基因的表达的机制促进配对小穗的生长,这种基因称为小穗。

    进一步的分析表明,在英国和欧洲的育种者使用的许多主要的现代小麦品种中,存在修饰TB1功能的等位基因。同样,TB1的变异等位基因存在于冬小麦和春小麦的三个小麦基因组中的两个。

    遗传分析还显示,TB1与另一个已知已久的基因相关:所谓的绿色革命基因Rht-1,它控制植物的高度。

    进一步的研究将确定归因于Rht-1的某些效应是否实际上是TB1效应。

    这项研究的作者说,TB1基因对于花卉构造多样性对许多其他谷物(包括玉米,大麦和大米)的贡献也很重要-这些论文中已经引起了人们的兴趣。

    博登博士希望,本文的影响之一将是鼓励更多的早期职业研究人员选择小麦进行发展研究项目。

     

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