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【文匯報】我國科學家首次提出并證實異源四倍體野生稻快速從頭馴化新策略

“未來水稻”有望為糧食生產帶來顛覆性革命

 

來源: 文匯報 許琦敏 

  馴化作物總要經歷千百年歷史,面對糧食需求,如何根據人類需要迅速馴化野生稻近日,中國科學院種子創新研究院/遺傳與發育生物學研究所李家洋團隊首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化新策略,旨在最終培育出新型多倍體水稻作物,從而大幅提升糧食產量并增加作物環境變化適應性。

 

  本項研究提出了一種新的可行策略,開辟了全新的作物育種方向,是該領域一項重大突破性進展。未來,四倍體水稻新作物的成功培育,有望對世界糧食生產帶來顛覆性革命。今天,該研究成果在國際頂尖學術期刊《細胞》雜志上以長文形式發表。

 

  隨著世界人口的快速增長,至2050年前糧食產量需要再增加50%才能完全滿足需求,如何進一步提高作物單產是亟待解決的問題。與此同時,近年來全球氣候變暖,氣候變化加劇,極端天氣頻發,這些都為糧食安全帶來了巨大挑戰。水稻是世界最主要的糧食作物之一,為全世界一半以上的人口提供主糧。雖然我國在水稻育種中取得了巨大成就,但仍迫切需要新策略來應對未來挑戰。

 

  當前的栽培稻是從祖先二倍體野生稻經過數千年的人工馴化而來,馴化過程在改良重要農藝性狀的同時造成了遺傳多樣性的大量丟失。除了二倍體栽培稻,稻屬還有其它25種野生植物,包括六類二倍體基因組和五類四倍體基因組。其中,異源四倍體野生稻具有生物量大、自帶雜種優勢、環境適應能力強等優勢,但同時也具有非馴化特征,無法進行農業生產。

 

  為攻克創制多倍體水稻新作物的難題,李家洋院士研究團隊首次提出異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略,并將其劃分為四個階段:第一階段,收集并篩選綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤種質資源;第二階段,建立野生稻快速從頭馴化技術體系;第三階段,品種分子設計與快速馴化;第四階段,新型水稻作物推廣應用。

 

  最終,該團隊實現材料收集,攻破技術瓶頸,成功創制了落粒性降低、芒長變短、株高降低、粒長變長、莖稈變粗、抽穗時間不同程度縮短的各種基因編輯源四倍體野生稻材料,證明該團隊提出的異源四倍體野生稻快速從頭馴化策略高度可行,對未來創制培育新的作物種類具有重要意義。

 

  (原載于《文匯報》 2021-02-04 03版)

 
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