(談天說地)「解碼」鹽鹼地小麥產量提升新基因 叢佳鑫 孫曉輝
近日,中國科學院南京土壤研究所與西北農林科技大學、青島農業大學等攜手攻關,成功「解碼」小麥耐鹽新基因TaSPL6-D-In,試驗品種在山東東營等鹽鹼地實現5%至9%的產量提升。相關科研成果已發表在最新出版的《自然·遺傳學》雜誌上。
論文通訊作者、中科院土壤所副研究員王萌表示,小麥的主產區恰好是土壤鹽漬化高發的區域;春季是小麥拔節生長、籽粒灌漿的關鍵時期,卻也是土壤返鹽的高峰期,這嚴重影響小麥的生長和產量。因此,鑒定小麥耐鹽鹼基因、靶向性改良小麥耐鹽性迫在眉睫。然而,普通小麥基因組過於龐大且複雜,導致小麥耐鹽領域的研究進展相對滯後。
王萌介紹,合作團隊基於前期對500餘份小麥品種、品系在山東東營、江蘇東台等多處鹽鹼地多年的大田產量、生理、分子等指標的系統分析,借助群體遺傳學手段鎖定到一個與小麥耐鹽性顯著負相關的基因TaSPL6-D,進一步通過遺傳、生化等實驗手段,揭示TaSPL6-D可以通過多種形式抑制小麥耐鹽主效基因的表達,繼而抑制小麥的耐鹽性。
由於自然變異,TaSPL6-D在中國部分地區小麥農家種存在一個「天然突變體」TaSPL6-D-In,這一「天然突變體」失去了對小麥耐鹽主效基因的抑制能力。該團隊利用自主開發的分子輔助育種方法,將TaSPL6-D-In從農家種中快速導入到現代主栽品種「矮抗58」中,有效提升鹽鹼地中小麥的產量。
中國工程院院士、山東省農科院研究員趙振東認為,這項研究工作為小麥耐鹽分子育種改良乃至耐鹽鹼作物的開發提供了重要的設計靶點。◇