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基因测序揭示小麦驯化的关键基因突变
2020/3/26 2:39:57  来源:  

  新华社北京7月10日电 从野草到人类主粮之一,小麦在被驯化的过程中发生了巨大变化。一个国际科研小组对野生小麦进行基因测序,发现了控制穗轴易碎性的两组基因,它们在小麦驯化过程中起着关键作用。这一发现有助于培育更好的小麦品种。

  位于今天中东地区被称作“新月沃地”的区域,是小麦的起源地。大约1万年前,这里的居民开始种植小麦,筛选适合种植和收获的性状,其中之一就是供麦粒附着的穗轴不再易碎。野生小麦的麦粒成熟时,穗轴变脆,容易碎裂,有助于在风力作用下把麦粒散播出去、繁殖下一代。

  但这对人类采集麦粒非常不方便,带有使穗轴不变脆的“硬轴”基因突变的小麦受到青睐,并逐渐被人类驯化。现在经过驯化的小麦品种都有硬轴,穗轴在收割时仍保持完整。

  以色列特拉维夫大学、澳大利亚悉尼大学等多家机构科研人员组成的团队在美国《科学》杂志上报告说,他们对野生的四倍体小麦——圆锥小麦进行基因测序,利用软件重建了其14条染色体。

  研究人员将野生小麦与驯化品种的基因进行对比,发现有两个基因簇在驯化品种中失去了活性,它们可能是穗轴易碎性的关键。通过基因改造技术,恢复其中一个基因簇的活性后,小麦穗轴呈现出上半部分易碎、下半部分不易碎的特征。

  除了使穗轴不易碎的突变,小麦还有一些重要基因突变对人类种植者有利,但对植株在野生环境中的繁殖不利,例如使种子不再休眠、一经种植就立刻发芽生长的突变,以及使麦粒外壳容易脱落的突变。现代基因技术可以深入分析这些基因特征,帮助培育产量更高、质量更好的小麦品种。
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