研究发现玉米淀粉通路的遗传多样性有限

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     [生物通讯]北卡罗莱纳州立大学的研究人员首次探究玉米淀粉通路的分子多样性，就发现与早先研究发现的玉米基因呈现出的丰富多样性相反，玉米这一特别的通路总体说来多样性匮乏。

    该研究的领导人之一、北卡罗莱纳州立大学的遗传学助教、同时也是美国农业部农业研究局研究人员的Ed Buckler博士认为，这一发现十分重要，因为分子多样性本质上是为科学家和植物育种者培育出更好的作物提供了原材料。

    “淀粉是玉米的主要产物，玉米通路因而也是我们最想改变的通路之一。”Buckler说。“人们想将玉米用于甜料、酒精的生产以及食品加工。但玉米通路中的一些基因无法通过传统的育种方法操纵。”

    这项研究由Buckler和他在北卡罗莱纳州立大学和加州大学欧文分校的同事共同完成，研究结果将发表在10月1日期的美国《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上，并先期发表在该刊物9月20日期的网络版上。

    在对这项玉米淀粉通路研究有趣的旁注中，研究小组最后还识别出导致产生美国甜玉米的一个单核苷酸－－即核酸的一个结构单位。Buckler介绍说，爱荷华州立大学的. Martha James博士早先已将负责甜玉米生产的DNA范围缩小到两个核苷酸上。甜玉米是遗传学领域最早发现的几个突变之一；发现甜玉米的基因突变是在100年前了，他说。

    “对于目前而言，美国甜玉米基因突变的识别具有历史性的意义，也是基础研究的兴趣所在，但对于未来而言，它意味着甜度、乳脂含量和发芽力三者之间达到良好平衡的品质更优越的甜玉米的诞生。”Buckler说。

    Buckler说，淀粉通路也许还有其它尚未研究的玉米通路的多样性的匮乏使得植物育种者要想提高这种广受欢迎的作物的产量更加困难了。因此，要想进一步提高玉米产量，就必需想方设法进一步提高这些重要通路的多样性。

    他补充说，解决玉米淀粉通路多样性程度低的问题主要有三种途径：用其野生近缘种墨西哥玉米的花粉授粉，进行杂交；从拉美或南美玉米中寻找并提取重要遗传材料；通过转基因或遗传工程方法导入新基因。

    然而，每一种方法带来可能的回报的同时也伴随着风险。墨西哥玉米的产量不是很高，因此与之杂交的美国甜玉米可能不会立即用于生产实践；在外来玉米中寻找到的多样性可能并不是改善美国甜玉米品质所必需的遗传多样性；而遗传工程往往会遭遇抵制，尤其是来自消费者的排斥。

    在这篇文章中，Buckler 和他的同事建议采用另一种策略。Buckler认为：“从多样性丰富的墨西哥玉米精选的基因组区域提取等位基因或遗传变异、然后整合到美国甜玉米中也许是改善美国甜玉米品质的一个有效方法。”这类工作已在番茄中进行，并已产生积极的结果，他补充说。

    这项研究由美国国家科学基金会和美国农业部联合资助。

消息来源：北卡罗莱纳州立大学

生物通摘译自BIO.COM