特拉维夫大学研究团队近日在《Plant, Cell & Environment》期刊上发表了一项研究成果,揭示了野生小麦中一个调控籽粒大小与营养分配的关键基因机制。这项发现有望在气候变化背景下,帮助培育出兼具高产与高营养的新品种。
研究由该校植物科学与食品安全学院的泽卡里亚·哈伯博士(图一)等人主导。令人惋惜的是,哈伯博士在项目进行期间不幸离世,论文由同事与导师尼尔·萨德博士团队接力完成并正式发表。
团队通过分析约460份源自以色列不同气候区域的野生二粒小麦品系,鉴定出一个影响籽粒发育与养分分布的关键基因。利用CRISPR基因编辑技术降低该基因活性后,小麦籽粒更大更重,蛋白质、铁、锌等含量也显著提升。有趣的是,该基因在不同地理环境中存在变体:一部分更适合炎热干燥气候,另一部分则与凉爽湿润地区相关,这也为培育适应不同环境的高产品种提供了天然指引。
野生小麦作为现代小麦的祖先,历经数万年自然选择,保留了丰富的遗传多样性,而现代栽培品种在驯化过程中失去了大量这种优势。研究证实,这些“沉睡”的古老基因仍可被重新激活,为应对气候变化下的农业挑战提供新的工具。
正如萨德博士所言:“野生小麦是一座非凡的基因库,在数千年的环境变化中积累了丰富的适应性。我们发现这个影响籽粒大小与营养的基因,并展示了如何将其应用于现代小麦。面对气候变化带来的农业新挑战,这类基因的发现将帮助我们在更困难的生长条件下,依然获得高质量的产出。”