中新社北京2月13日电 (记者 孙自法)寄生植物会对农作物带来十分大冲击乃至毁灭性冲击,然后严峻要挟粮食安全。这种状况该怎么有用应对,长期以来备受重视。
来自我国科学院遗传与发育生物学研讨所(遗传发育所)的音讯说,该所科研团队联手合作伙伴,最新在“作物抗寄生植物研讨”方面获得具有里程碑含义的重大突破——从高粱中初次发现两大要害基因,经过基因修改润饰具有广泛的重要作物抗寄生使用远景。
这一将助力全球抵挡寄生植物要挟、为保证国际粮食安全供给“我国计划”的重要研讨,由我国科学院遗传发育所谢旗研讨员、我国农业大学于菲菲教授和我国科学院遗传发育所研讨员、崖州湾国家实验室主任李家洋院士领衔科研团队与合作者共同完成,相关效果论文北京时间2月13日清晨在国际闻名学术期刊《细胞》上线宣布。
研讨团队介绍说,寄生植物对农业生产和ECO有重要影响,尤其是独脚金属和列当属寄生植物对农作物导致十分严峻损害。独脚金属首要寄生高粱、玉米、谷子等单子叶作物,严峻限制非洲、亚洲和部分热带区域粮食生产。
本项研讨中,研讨团队经过原创性解析缺磷条件下独脚金易萌生寄生的生理进程,发现缺磷促进高粱独脚金内酯外排的现象,依据原创的基因发掘技能结合大数据分析及基因修改技能和相关分子及细胞生物学技能,初次判定出高粱中两个要害的独脚金内酯外排转运蛋白,并将这两个基因命名为SbSLT1和SbSLT2。
研讨发现,这两个基因在高粱诱导独脚金的种子萌生和成长中起到及其重要的效果,敲除这两个基因后,独脚金种子的萌生显着下降,高粱的抗寄生才能显着提高。在独脚金高发区域进行的田间小区实验依据成果得出,敲除SbSLT1和SbSLT2基因的高粱种类对独脚金的抗性显着地增强,寄生率下降67%-94%,一起高粱的产值丢失削减49%-52%。
进一步经过人工智能(AI)模仿猜测,研讨团队发现相关位点在一切重要作物的SbSLT1和SbSLT2同源蛋白中都存在,且玉米同源基因的独脚金内酯外排功用已被证明,然后证明独脚金内酯转运机制有几率存在保存性,这为重要作物抗寄生供给了具有广泛使用远景的解决计划。
作为国际七大农作物损害之一,独脚金的寄生进程极为荫蔽且难以防治,其种子在土壤中能够休眠超越20年。研讨团队表明,未来将进一步验证相关基因在其他重要作物中的效果,并推进抗独脚金寄生作物的商业化使用。(完)