(资料图)
在白花花的盐碱地上,高粱、水稻等作物也能取得大丰收。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗团队与中国农业大学教授于菲菲团队、华中农业大学教授欧阳亦聃团队联合十家科研单位合作,在高粱中发现了主效耐碱基因AT1,首次揭示了作物耐碱的分子机制,并将相关理论成果应用到水稻、小麦、玉米、谷子等作物上,显著提升了这些作物在盐碱地的产量。3月24日,相关研究成果在《科学》《国家科学评论》杂志发表。
盐渍化土地分为酸碱度为中性、富含氯化钠和硫酸钠的盐地,以及酸碱度呈碱性、富含碳酸钠和碳酸氢钠的苏打盐碱地。我国盐碱地面积高达1亿公顷,占世界盐碱地总面积的近十分之一,全球气候的变化、淡水的缺乏及化肥的大量使用,使得可耕土地盐渍化速度加快。谢旗团队常年从事植物的耐盐碱研究。此前,全球关于植物耐盐机制已有大量科研成果,但植物究竟如何耐碱,仍缺乏机制方面的解读。
“碱性土壤会影响植物吸收各类营养元素,导致其生长受抑制,就像是人吃不饱饭一样没有精神,慢慢枯萎凋亡。”谢旗将目光放在了起源于非洲盐碱地的高粱上,他带领团队对来自世界各地的高粱资源开展研究,利用高粱全基因组关联分析,经过数年的努力,终于锁定了耐盐碱调控的关键基因AT1。
什么样的植物会更耐碱?谢旗团队发现,在盐碱环境下,植物细胞会发生氧化应激反应,产生有毒害作用的过氧化氢,最终导致植株死亡。当AT1基因被敲除后,细胞上水通道蛋白变得更“活泼”,将过氧化氢及时泵到细胞外,让植株拥有更高的存活率和产量。这一结论,首次揭示了作物耐碱的分子机制。
而将这项研究从高粱推广至其他作物的契机之一,来自一次机场的偶遇。2019年,谢旗和中科院院士、中科院遗传发育所研究员李家洋在候机厅短暂交流时发现,AT1基因在李家洋团队培育的水稻品种中也存在,它与水稻的粒形调控基因GS3同源。谢旗团队联合多家单位不断扩大实验范围,在水稻、玉米、小麦、谷子等作物上广泛开展了AT1基因的功能验证。
在宁夏平罗的盐碱地,白花花的地面仿佛刚刚下过一场雪。这里的土壤酸碱度达8.5,属于碱性土壤,但改良了AT1/GS3基因的高粱、水稻、小麦、玉米、谷子,都能在这里茁壮成长,均实现了产量、生物量提升20%至30%。如果全球20%的盐碱地能利用该基因资源,每年将增产粮食约2.5亿吨。
多位植物、作物耐逆领域知名专家评价该成果称,“该工作综合多种前沿生物技术手段,在多种作物中揭示了耐盐碱机理的重大科学问题”,“该遗传学机制揭示了植物界基础科学重大问题,是科学界的重大发现”。
“这项研究成果,正是面向我国农业生产重大需求,从基础研究着手,解决实际问题的典型案例。”中科院遗传发育所副所长黄勋说。研究团队表示,AT1基因在提高作物耐盐碱性方面有巨大的应用前景,有望为我国粮食安全发挥重要支撑作用。
来源:北京日报客户端 记者 刘苏雅
流程编辑:u028
标签:
- 盐碱地也能种粮食!中国科学家找到作物主效耐碱基因_看点
- 勾心斗角、拉帮结派?搞宫斗不应成为年轻人的职场第一课 快讯
- 每日热文:淮安市组织召开建设用地安全利用联席会议
- nonononono是什么歌_nonononono歌曲|每日简讯
- 每日信息:山东通报:3人被查!涉银行、税务局、财政局
- 世界富豪们正把钱从美国、瑞士转到香港?真相是......
- 北京今天最高气温12℃,夜间山区有雨夹雪或雪 环球报道
- 当前视讯!结核病防控为何这么难?中疾控主任道明原因
- 沙媒:沙特正与叙利亚讨论恢复在叙领事服务事宜_当前最新
- 小说作品《为了在异世界也能抚摸毛茸茸而努力着。》宣布明年开播并公开先导视觉图 全球新要闻
- 环球新消息丨4月新番《熊熊勇闯异世界 第二季》新主视觉图公开
- 改造人VS吸血鬼VS极道!动画电影《BLOODY ESCAPE -地狱的逃生作战-》2024年初春上映_全球快播
- 射击世界杯中国队一日获两金|焦点热讯
- 新海诚《铃芽之旅》展现地震“伤痕”
- 全球焦点!《生无可恋的奥托》艺联专线上映
- 今年大运河黄河以北段补水启动|每日精选
- 《克拉和玛依历险记》展示新疆自然风貌
- 盗墓笔记重启第二季剧情
- 看完后仓促的给出小长评,可能有些小问题,欢迎前来提出问题以及见解~
- 微资讯!U-TREASURE 赛文奥特曼55周年限量金饰发售
- 吉野家x赛文奥特曼联名活动-环球视点
- Figure-rise Standard 泽塔奥特曼 原始形态发售-环球快播报
- 世界今头条!4.7视力是多少度近视眼镜_4.7视力是多少度近视
- 全球快看点丨罗源县气象台发布大雾黄色预警【Ⅲ级/较重】
- 一日两破男子50蝶全国纪录 王长浩闪耀游泳春锦赛
- 市十五届人大以来备案审查制度机制逐步成熟,五年以来接受报送备案规范性文件314件
- 中国驻利比里亚使馆提醒:请在利侨胞注意安全 全球动态
- [第120期] 二次元动漫头像,男头,女头,可爱,同人物各种表情|当前关注
- 关于这部摆盘精致的粪作 世界讯息
- 探秘智慧“大脑”,全国50余家城轨企业代表参观北京轨指中心
- 1 盐碱地也能种粮食!中国科学家找到作物主效耐碱基因_看点
- 2 勾心斗角、拉帮结派?搞宫斗不应成为年轻人的职场第一课 快讯
- 3 每日信息:山东通报:3人被查!涉银行、税务局、财政局
- 4 世界富豪们正把钱从美国、瑞士转到香港?真相是......
- 5 北京今天最高气温12℃,夜间山区有雨夹雪或雪 环球报道
- 6 当前视讯!结核病防控为何这么难?中疾控主任道明原因
- 7 沙媒:沙特正与叙利亚讨论恢复在叙领事服务事宜_当前最新
- 8 小说作品《为了在异世界也能抚摸毛茸茸而努力着。》宣布明年开播并公开先导视觉图 全球新要闻
- 9 环球新消息丨4月新番《熊熊勇闯异世界 第二季》新主视觉图公开
- 10 改造人VS吸血鬼VS极道!动画电影《BLOODY ESCAPE -地狱的逃生作战-》2024年初春上映_全球快播