一种耐受更高盐浓度的盐碱地超级小麦！

时间：2022-07-26 10:20:24 来源：网络整理

孟加拉国种植的小麦相对耐盐。哥德堡大学的研究人员通过对这些沿海地区的小麦种子进行突变，培育出了大约2000种小麦品种。在不同的田间和实验室试验中，发芽率最好的35个品系被种植在澳大利亚的一个自动温室中，在那里给这些植株施加不同浓度的盐，每天都要给它们拍照，直到麦穗长成。研究结果令人惊叹。

摘要

在过去的几十年里，农业用地大量流失，世界各地土壤中盐度升高已受广泛关注。如今，全球近8%的耕地因盐分污染无法再用于农作物种植，全球半数以上国家受到影响。小麦是继玉米之后种植面积第二大的谷物，在地球上的生长面积比任何其他作物都多。因此，需要增加小麦产量以满足不断增长的世界人口的需求。因此，在受盐渍影响的土壤上种植小麦的可能性对于养活人口和避免相关国家的经济损失至关重要。在埃及、肯尼亚和阿根廷，小麦不能大面积种植，甚至欧洲的低洼地区如荷兰，也有这些问题。即使在目前以水稻为主要作物的亚洲地区，耐盐小麦也将成为未来粮食供应的重要组成部分，因为小麦种植需要的水比水稻少得多。

在本研究中，以中度耐盐的孟加拉国小麦品种 BARI Gom-25 为来源，创建了具有点突变的诱变种群，并以此品种作为变异系的对照。点突变的好处是可以创建具有高遗传变异的种群。从这样的种群中可以开发出新的耐盐品种，以及许多其他有价值的特性。通过在盐水滤纸（200 mM NaCl）上对大约 2000 个突变系的发芽率进行筛选，确定了 70 个发芽率高于 BARI Gom-25 对照组发芽率的突变系。在孟加拉国的田间进行了进一步测试。其中 35 个品系也在澳大利亚植物表型组学设施中进行了分析。在这些实验中，确定了产量、生长、离子含量和用水量，并用生物信息学工具的寻找小麦基因组中与耐盐性有关的转录因子基因。重点是两个不同的转录因子家族；WRKY和 MYB。这些研究说明了耐盐性生物调节的重要性，并加深了对相关机制背后的理解。此外，它强调了由 WRKY 和 MYB 转录因子调节的推定靶基因。本论文指出了耐盐作物特别是小麦的重要性，并展示了突变育种如何成为开发耐盐品种的方法。基于其对各种参数的性能鉴定了具有强耐盐性的特定诱变小麦品系，并显示了WRKY和MYB转录因子家族在耐盐性生物学调节中的重要性。最后，对编码观察表型的下游候选基因进行了分析。

每天损失2000公顷

地球的人口在不断增长，到2050年，地球上将有100亿人都需要吃饭。同时，气候变化导致地球的可耕地干涸，其他地区被上升的海平面淹没。所有这些都增加了人们对耐盐作物的兴趣。“开发一种高产的耐盐品种是非常重要的。目前，由于海平面上升和不当的灌溉方法增加了土壤盐渍化，我们每天损失约2000公顷土地。”

耐盐基因鉴定

哥德堡大学生物和环境科学系的博士生Johanna Lethin说:“我们培育的小麦品种的种子平均重量比原来的孟加拉国小麦高三倍，发芽频率也更高。”通过DNA分析和其他研究，该团队还能够确定小麦植株中控制耐盐性的基因。“这是我们研究中的一个里程碑。现在我们知道了一些与耐盐有关的基因。下一步是测试这些基因是否也存在于我们已经变异的最好的小麦品种中。”

新的小麦品种可以耐受更高盐浓度的土壤，种子比原来品种重三倍、发芽频率几乎是原来品种两倍。

虽然还需要做一些实验，但这一发现的潜力是全球性的。“下一步是在孟加拉国的土地上种植耐盐品种。我估计，大约需要5年时间，我们才能实现耐盐小麦的商业化生产，这取决于田间试验的进展情况。”

转基因和突变

这项研究没有使用有时备受批评的转基因方法。在转基因作物中，一种植物(比如一种抗真菌的植物)的基因被植入另一种植物(比如小麦)中，这样农民就可以避免使用过量的杀虫剂。本研究中，研究人员使用一种化学物质在种子中进行了点突变。通过这种方式，植物中没有任何外源基因，所有的突变都可能自然发生。

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