基因革命有助于提高农作物生产力

中国科学院文献情报中心 2017/12/12 9:44:05
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作物的基因序列就像房子的蓝图。如果不将这些蓝图变成真正的房子,就不能发挥其真实用途。因此,基因研究也需要落地到实际生产过程中。从2014年开始,美国和加拿大就开展了一个关于基因革命的合作项目。通过在70多个不同环境中对上百种玉米进行检测,项目揭示基因组如何与环境相互作用并最终影响产量和抗逆性等性状。此项目获得了美国农业部国家粮食与农业研究所(U.S. Department of Agriculture’s National Institute of Food and Agriculture)125万美元的拨款,以支持扩大实验田面积。同时,威斯康辛州玉米推广委员会(Wisconsin Corn Promotion Board)和其他州的谷物种植协会也在支持此项目。

该项目采用“从基因到农田(Genomes2Fields)”方案,目的是将同一作物的多种优质基因进行组合,使得在不同种植环境下都能生产出优良的农作物。项目负责人威斯康辛大学麦迪逊分校(University of Wisconsin- Madison,UW-Madison)农学教授娜塔莉亚·德·利昂(Natalia de Leon)认为,采用这种方案能够发现导致一些庄稼比其他庄稼更能适应恶劣环境的原因。例如,通过比较温差较大的两个产地(高温的德克萨斯州和夏季漫长且寒冷的威斯康辛州)产出的玉米穗尺寸,研究者可以发现何种基因帮助玉米适应环境温度。

为此,德利昂教授和其他29名研究人员在不同环境的试验田种植了多种玉米,并且为每个试验田都配备了气象站,确保能够持续收集气象数据。研究人员不仅测量玉米穗的尺寸和玉米产量,也会测量玉米秆高度、开花时间和其他一些相关性状。同时,研究人员使用高通量筛选方式测量玉米,使用无人机测量试验田面积,扫描上一年实验的玉米穗轴,然后使用机器视觉方法测量并快速收集数据。

2014年,“从基因到农田”方案进行了首次跨州实验。实验目的是走出实验室,让玉米基因信息帮助提高玉米生产力。2017年,“从基因到农田”方案首次从异地试验田收集土壤和叶子数据,并分析与玉米相关的微生物群。研究人员希望可以揭示微生物群在玉米生长过程中起到的作用。

所有实验数据将在采集的第二年对外开放,感兴趣的人可以使用这些数据扩展知识以及开发工具,帮助生产更优质的玉米变体。德利昂表示,这个平台可供人们随意使用,用于研发、检测新技术,改善农作物品种,并更好地将基因信息用到农田。

(编译 吴蕾)

                                                  

原文题目:基因革命有助于提高农作物生产力

原文来源: http://news.wisc.edu/taking-the-genomic-revolution-to-corn-fields-to-improve-cro...