突破性成果:耐盐小麦新品种

【字体: 时间:2012年03月13日 来源:生物通

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  来自澳大利亚阿德莱德大学,西澳大学等处的研究人员发表了题为“Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral”的文章,成功提升了各种硬粒小麦(durum wheat)的耐盐胁迫能力,将盐碱地的产量提高了25%,这项重要的成果公布在Nature Biotechnology杂志上。

  

生物通报道:来自澳大利亚阿德莱德大学,西澳大学等处的研究人员发表了题为“Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral”的文章,成功提升了各种硬粒小麦(durum wheat)的耐盐胁迫能力,将盐碱地的产量提高了25%,这项重要的成果公布在Nature Biotechnology杂志上。

文章的通讯作者是阿德莱德大学Matthew Gilliham博士,第一作者分别是澳大利亚科工组织植物产业部(CSIRO Plant Industry)Rana Munns博士,Richard James博士,以及阿德莱德大学Bo Xu。

Munns博士说,“这项工作具有重大意义,目前盐分含量已经影响了全球超过五分之一的农业用地,而且随着气候变化,盐分含量还将对粮食生产产生越来越多的威胁。”

Gilliham博士也表示,“盐分是澳大利亚主要小麦种植区域的一个重要问题,澳大利亚是仅次于美国的,全球第二大小麦出口国。随着全球人口到2050年至将达到90亿,粮食需求将增加100%,耐盐作物将是确保粮食安全的一个重要手段。”

驯化和选育缩小了现代小麦的基因库,使之变得对周围环境胁迫更加敏感了。硬粒小麦(学名Triticum durum Desf.)是指小麦属的四倍体栽培种之一,染色体数为2n=4x=28,染色体组型为AABB。其籽粒质硬,以适合制做各式通心面粉制品著称。这种小麦品种对于土壤含盐量特别敏感。

在这篇文章中,研究人员找到了现代小麦的野生亲缘系,这些种系小麦保持着更广泛特征基因的基因库,比如耐盐性,从中他们发现了一个新型耐盐基因:Triticum monococcum

“盐渍土是一个主要问题,因为一旦钠离子进入叶子部位,那么就会影响重要的生物过程,比如光合作用,这是植物成长的关键”,Giliham博士说。“耐盐基因(比如TmHKT1;5-A)就是将钠从叶子中驱赶出来,这种基因能产生一种蛋白,帮助植物木质部细胞排出纳离子,其中木质部就是植物从根部运送水分到叶的‘管道’。”

虽然目前大部分研究还仅仅是在实验室,或温室中进行的,但是这首次证明了耐盐基因能增加盐碱地作物产量。田间实验已经在澳大利亚各试验点展开。

而且更为重要的是这种基因没有副作用,在标准环境下,具有这种基因的小麦品系与正常小麦品系的产量没有差别,但是在盐分胁迫环境中,这种小麦则能将产量提高20%。(生物通:张迪)

原文摘要:

Rana Munns, Richard A James, Bo Xu, Asmini Athman, Simon J Conn, Charlotte Jordans, Caitlin S Byrt, Ray A Hare, Stephen D Tyerman, Mark Tester, Darren Plett, Matthew Gilliham. Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral Na transporter gene. Nature Biotechnology, 2012; DOI: 10.1038/nbt.2120

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