作者:胡璇子 来源:中国科学报 发布时间:2016/4/6 9:19:56
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“工厂”里培育小麦新品种

 

将面包小麦的野生远亲的重要农艺性状转移到现代小麦品种中,在国际育种项目和科学研究中利用新培育的种质资源——这是教授Ian和Julie King博士这一对“夫妻拍档”及他们在英国诺丁汉大学新成立的小麦研究中心的专家团队所面临的艰巨任务。只有通过技术进步和具体的育种策略,他们新的工厂化规模育种方法“shotgun”才能成为现实,但这可以帮助确保人们主要食物来源的可持续性。

诺丁汉大学生物科学学院新成立的小麦研究中心由“小麦第一夫人”、具有影响力的小麦研究倡导者Jeanie Borlaug Laube建立,她的另一个身份是诺贝尔奖获得者Norman E.Borlaug的女儿。该中心揭牌仪式将于本月11日举行。

King教授表示,小麦与其他大量的物种相关,这其中不少是野生的和未驯化的。这些野生亲缘提供大量尚未发掘的遗传变异和农艺性状,而这些性状可用于开发新的产量较高且适应环境变化的新品种。

面包小麦成为人类食物重要来源已有数百年。这是三种不同类型的草的杂交—— 一般认为是在8000~10000年前发生过一次或几次。因此,现代的面包小麦品种拥有少量遗传变异,这使得它们更容易受气候变化影响和疾病的侵害。

随着预计的世界人口2050年增长至90亿,地球资源面临严重压力,预测小麦产量无法满足增长的粮食需求。所以,植物育种者在每个作物物种中需要新的遗传变异,这样它们就可以适应不同的环境——比如干旱、洪涝和疾病。

新技术的进步现在能运用高通量检测将携带新的遗传变异的从野生亲缘中获取的单个染色体片段引入小麦中。这意味着诺丁汉大学的团队能够从野生亲缘小麦中转移这些小的遗传信息至大规模育种中,这在小麦新育种研究中迈出了新的一步,而新的小麦将应对气候变化和疾病,并帮助养活不断增长的人口。

King表示,他们正在研究“shotgun”,尽可能多地从不同物种中转移不同染色体的片段,这样一来,它们能因任何特征而被有兴趣的育种者筛选。他们在四年半时间里所做的是生产数百个基因渗入——这庞大的储备的遗传变异将成为未来新品种开发的基础。

King还表示:“育种者在开发使用业已存在的遗传变异时非常出色,但是现在小麦产量出现了停滞不前的状况。我们的研究极大地加快了自然杂交的过程,所以我们可以以工业化的规模开发新的小麦。”

在过去四年半时间里,研究者们培育了25000个杂交品种。所有的材料必须是免费的,当它们显现出的不同于其他野生品种的重要遗传特性是稳定的且可扩展时,它们就会被利用起来。

King教授说,之前类似的转移几个基因片段的育种项目会耗费10年的时间。而他们在短时间内生产了数百个基因渗入,这是从未发生过的。 (胡璇子编译)

《中国科学报》 (2016-04-06 第6版 科研)
 
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