生物科学门户网站
BIO1000.COM

检查马铃薯的过去可以改善未来的争用

回顾过去以了解未来的古老谚语当然适用于改良土豆。

检查现代北美栽培马铃薯的祖先已经揭示了一系列共同的基因和重要的遗传途径,这些途径帮助土豆适应了数千年。该研究发表在最新一期的“美国国家科学院院刊”上。

密歇根州立大学基础植物生物学教授,该论文的高级作者Robin Buell展示了可以确保作物在未来蓬勃发展的潜在遗传关键。

“在世界范围内,马铃薯是人类直接消费的第三大重要作物,但育种者一直在努力生产出比一个世纪前释放的新品种更好的品种,”Buell说。“通过使用现代基因组学方法分析栽培马铃薯及其野生近缘种,我们能够揭示可以解决21世纪农业粮食安全的关键因素。”

从野生茄属物种驯化的栽培马铃薯,一种遗传上更简单的二倍体(含有两套完整的染色体)物种,可以追溯到南美洲秘鲁的安第斯山脉。

虽然马铃薯迁徙的确切方法尚不清楚,但自从大约8,000至10,000年前驯化以来,土豆基本上已在世界范围内传播。由于土豆是从秘鲁和玻利维亚的赤道地区带到南美洲的南部地区,因此它们适应了智利和阿根廷较长的夏季。

已知的一个方面是西班牙征服者如何在从南美洲的土地回归到欧洲大陆时引进土豆,在那里土豆很快被改编为主要作物。当探险家从欧洲冒险到北美时,他们也将土豆带到了新的世界。

科学探险家Michael Hardigan,前身为MSU,现在加州大学戴维斯分校,领导MSU和弗吉尼亚理工学院和州立大学科学家团队。他们一起研究野生,地方(由当地农民种植的南美土豆)和由植物育种者开发的现代品种。该结果发表在最新一期的“美国国家科学院院刊”上,是迄今为止最大的作物重新测序研究。

它不仅涉及马铃薯的大量重新测序,而且还解决了最多样化的作物基因组之一。在今天的厨房中发现的现代土豆是遗传上复杂的四倍体马铃薯,其染色体数量是常规染色体数的四倍。马铃薯的复杂基因组估计有39,000个基因。(相比之下,人类基因组包含大约20,000个基因。)

从大型基因库中,研究人员确定了2,622个基因,这些基因在首次驯化时推动了作物的早期改良。该研究发表在最新一期的“美国国家科学院院刊”上。

Buell说,研究基因多样性谱,从其野外过去到其栽培现在,可以提供未开发的适应性潜力的重要来源。

“我们将能够识别和研究历史性的渐渗和杂交事件,并找到控制农业特性差异的驯化期间的目标基因,”她说。“其中许多有助于专注于适应不同的气候,抵御不同的病原体或提高产量,我们希望更好地了解这些关键,以改善未来的育种工作。”

例如,野生马铃薯通过浆果和种子繁殖。栽培马铃薯是无性的,是一种食物和种子。(任何人在黑暗的食品室里放了一个土豆太久了,亲眼目睹了这种特性。)

研究人员提出了控制这种变化的基因选择特征的证据。他们还阐明了野生物种在遗传途径中的作用,以防治害虫和加工食物中的糖。他们潜入一些不为人知的领域,研究了控制昼夜节律的潜在遗传来源;是的,植物也有24小时控制生物过程。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。