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中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作，經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1，可以顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量，且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應(yīng)用前景。這一科研成果于北京時(shí)間3月24日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
中科院遺傳發(fā)育所等單位組成的科研團(tuán)隊(duì)使用起源于非洲中部貧瘠土地的高粱作為實(shí)驗(yàn)材料，采用混合堿研究方法來(lái)調(diào)節(jié)堿度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，從中發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因AT1，該基因與水稻的粒形調(diào)控基因GS3同源，首次揭示了作物耐堿的分子機(jī)制。
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員 謝旗：一般的話，植物或者作物，它都有適應(yīng)環(huán)境的基因組的變化、進(jìn)化。所以我們采集了不同地方的種子資源來(lái)，我們把它放在高鹽堿的土地里面，有一些就能生長(zhǎng)，有一些就不生長(zhǎng)，然后這些高粱又有基因組的數(shù)據(jù)，把基因組的數(shù)據(jù)再通過(guò)計(jì)算把它關(guān)聯(lián)到一起，抗鹽堿的和不抗鹽堿的，一做個(gè)比較就發(fā)現(xiàn)，有基因發(fā)生了突變，所以就是這樣來(lái)從高粱中第一個(gè)發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因是跟耐堿相關(guān)。
在理論突破的基礎(chǔ)上，科研人員對(duì)高粱進(jìn)行了耐鹽堿育種生產(chǎn)實(shí)踐研究，在寧夏平羅鹽堿地進(jìn)行的大田實(shí)驗(yàn)表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%，青貯用全株生物量增加近30.5%?？蒲腥藛T進(jìn)一步將AT1基因用于改良主要禾本科作物，例如水稻、小麥、玉米、谷子等的耐鹽堿性。在吉林大安鹽堿地的多年實(shí)驗(yàn)表明，水稻可增產(chǎn)22.4%—27.8%，在寧夏平羅鹽堿地，谷子增產(chǎn)19.5%，同時(shí)，AT1基因的改造也能顯著增強(qiáng)玉米在鹽堿地的存活率。
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截至2015年，全球超過(guò)10億公頃鹽漬化土壤因鹽堿程度過(guò)高而不能被有效利用，其中堿化土約占鹽漬化土壤的60%?？蒲腥藛T預(yù)測(cè)，如果全球20%鹽堿地利用該基因，可每年為全球增產(chǎn)至少2.5億噸糧食，從而提高鹽堿地的作物產(chǎn)能。
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員 謝旗：我們國(guó)家又有15億畝鹽堿地，比起我們的18億畝耕地來(lái)說(shuō)也是少不了多少，假如把這個(gè)鹽堿地能用上產(chǎn)糧食，這個(gè)對(duì)我們國(guó)家的糧食安全就有了保障。
（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉 賀學(xué)國(guó)）
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