人类现在有了培育完美小麦的秘籍

世界将需要更多的食物。解决这一问题的一个明显途径是制造出能在恶劣环境下更好地生长的广泛使用的作物,而研究人员一直在研究的大作物之一就是小麦。面包小麦的遗传学研究已经进行了多年,但今天一组研究人员正在发表一份面包小麦的基因组草案,他们说这将为开始种植更好的小麦提供必要的工具。...

世界将需要更多的食物。解决这一问题的一个明显途径是**出能在恶劣环境下更好地生长的广泛使用的作物,而研究人员一直在研究的大作物之一就是小麦。面包小麦的遗传学研究已经进行了多年,但今天一组研究人员正在发表一份面包小麦的基因组草案,他们说这将为开始种植更好的小麦提供必要的工具。

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一种快速繁殖合适小麦的方法

“这是一个相当重要的信息资源,为育种,”克劳斯迈耶,论文的主要作者,告诉边缘。梅耶尔说,利用基因组草图,可以让培育小麦的人“加快育种速度,以适应挑战”,这包括从对病原体的抵抗到适应气候变化等任何方面。

但这不是基因改造。相反,育种人员会测试他们的种子,看看他们是否有他们正在寻找的特定基因,然后将这些种子与其他小麦进行育种,直到它们得到完美的混合。实际上,这是人类多年来一直在做的事情的现代化版本——有选择地种植任何最有效的作物。现在,它可以做得更有效。

梅耶尔列出的机会是广泛的,因为育种者不一定知道有多少是可能的。事实上,育种家们并没有将作物改造成某种特定的性状,而是回到作物的历史中,寻找那些可以存在于小麦中,但在大多数现代品种中已被遗传所遗传的性状。

不过,没有一种特性是种植小麦的圣杯。更确切地说,育种人员正在广泛地寻找提高作物产量的方法:提高种植的小麦与最终收获的小麦的比例。但要真正做到这一点,可能需要激活一个或多个不同的特质。

国际小麦基因组测序联合会(IWGSC)执行主任凯利·埃弗索莱(Kellye Eversole)对《边缘报》说:“这包括(对)疾病的抵抗力、害虫的抵抗力等等。”还有,干旱或水太多的事情。几乎可以是任何方面。”

“把这一切都拼起来需要一段时间。”

Eversole的组织,IWSCC负责今天在科学上的一篇论文所描述的序列草案。这不是面包小麦基因组的第一稿,但联合体的草案应该更准确地描述每个基因的位置,填补了早期版本的重大限制。事实上,梅耶本人是一位在论文中描述这些早期发现的相应作者。

发表小麦基因组草案是研究人员在植物遗传学方面不断增长的工作的重要补充。小麦、玉米和水稻共同构成了世界上种植的绝大多数粮食作物。2008年公布了一份玉米序列草案,而水稻序列草案更是早在2002年就公布了。

可以公平地怀疑,这些事态发展可能会对世界粮食供应产生重大影响,如果它们最终成功的话。在今天发表在《科学》杂志上的另一篇论文中,明尼苏达大学的研究人员写道,在一些特定地区和作物上找到改进,实际上可以让农民满足地球上不断增长的人口的饥饿需求。

这篇论文还着重研究了小麦、玉米、水稻以及其他主要农作物的实际产量。研究发现,通过将它们的产量提高50%,所产生的热量将足以养活另外8.5亿人。这些收益很可能来自非洲、亚洲和东欧。该报告还指出,减少这些作物肥料中氮和磷的使用,将有助于消除温室气体的主要来源。

要把正确的基因组合起来还需要几年的时间

很自然地,IWGSC对小麦的下一步发展寄予厚望。事实上,该联盟说,一些育种者已经开始使用它。然而,这些好处在不久的将来很可能看不到。

2002年一篇描述水稻基因组草案的论文的主要作者史蒂夫·戈夫说:“把所有这些都放在一起需要一段时间。”传统的育种家不一定立刻知道如何将基因组转化为分子育种程序。那里有一个很大的技术差距需要填补。”

那些认为可以从小麦中获利的公司肯定会帮助填补这个空缺。水稻也是如此,不过戈夫指出,目前还很难说基因组到底造成了多大的差异:因为公司将他们的工作保密,所以人们无法确切地知道是什么导致了某种菌株的产生。

即使能够参考一个基因组可以让育种人员跳过数年的工作,但仍然需要10年的时间才能找到合适的菌株。埃弗索莱说,她希望未来的基因组版本能帮助把这个数字降到3到5年之间。”“我们仍处于分子育种的开始,”戈夫说,“但它似乎正在发挥作用。”

  • 发表于 2021-04-26 22:13
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