2022-06-19 09:42:19
TT3.1-TT3.2遺傳模塊調(diào)控抗熱與產(chǎn)量平衡的分子機(jī)理 中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心 供圖
糧食也怕熱，高溫讓全球主要糧食作物減產(chǎn)。中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的林鴻宣研究團(tuán)隊和上海交通大學(xué)的林尤舜研究團(tuán)隊合作，把高溫抗性強(qiáng)的非洲栽培稻相關(guān)基因位點(diǎn)，導(dǎo)入亞洲栽培稻中，培育新的抗熱品系。相關(guān)成果于北京時間6月17日發(fā)表于國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。
據(jù)IPCC(政府間氣候變化專門委員會)預(yù)測，全球平均氣溫每升高1℃，會導(dǎo)致主要糧食作物減產(chǎn)19.7%，其中小麥減產(chǎn)6.0%，水稻減產(chǎn)3.2%，玉米減產(chǎn)7.4%，大豆減產(chǎn)3.1%。至2040年，高溫將使全球糧食減產(chǎn)30%至40%。
中國科學(xué)院院士林鴻宣 中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心 供圖
中國研究團(tuán)隊經(jīng)過7年(加上遺傳材料構(gòu)建，耗時近10年)的努力，成功分離克隆了水稻高溫抗性新基因位點(diǎn)TT3，并且闡明了其調(diào)控高溫抗性的新機(jī)制。
中國科學(xué)院院士林鴻宣介紹，團(tuán)隊通過對大規(guī)模水稻遺傳群體進(jìn)行交換個體篩選和耐熱表型鑒定，定位克隆到一個控制水稻高溫抗性的基因位點(diǎn)TT3。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，來自非洲栽培稻(CG14)的TT3基因位點(diǎn)，相較于來自亞洲栽培稻(WYJ)的TT3基因位點(diǎn)，具有更強(qiáng)的高溫抗性。
為了了解TT3的生產(chǎn)應(yīng)用價值，研究團(tuán)隊通過多代雜交回交方法，把非洲栽培稻TT3基因位點(diǎn)導(dǎo)入到亞洲栽培稻中，培育成了新的抗熱品系——近等基因系NIL-TT3CG14。
在抽穗期和灌漿期的高溫處理條件下，NIL-TT3CG14的增產(chǎn)效果是對照品系的1倍左右，同時，田間高溫脅迫下的小區(qū)增產(chǎn)約為20%。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，TT3基因位點(diǎn)中存在兩個拮抗調(diào)控水稻高溫抗性的基因TT3.1和TT3.2?？蒲腥藛T表示，可以借助分子生物技術(shù)方法，將抗高溫新基因TT3.1和TT3.2應(yīng)用于水稻、小麥、玉米、大豆以及蔬菜等作物的抗高溫育種改良中，提高不同作物品種的高溫抗性，維持其在極端高溫下的產(chǎn)量穩(wěn)定性，助力應(yīng)對全球氣候變暖引發(fā)的糧食安全問題。
據(jù)悉，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的博士生張海(上?？萍即髮W(xué)聯(lián)合培養(yǎng))為本文第一作者，林鴻宣院士和林尤舜副教授為本文共同通訊作者。
來源：中國新聞網(wǎng)
編輯：牛姣
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