希望之谷:研究人员发现波兰小麦的生产力和遗传改良

2021年5月20日—英国约翰·英尼斯中心的研究人员发现了250多年前植物学家卡尔·林奈发现的一种小麦品种的细长谷粒和颖片的遗传控制因素。

与波兰小麦有关的发现，波兰小麦，可以转化为该领域的基因改良和生产力。

小麦在面包中，意大利面和其他形式是一种重要的能量和蛋白质来源。每种谷物都坐落在葡萄糖和其他称为引理的叶片和帕勒氏的叶子状器官内，这会影响谷物的最终尺寸，形状和重量。

基因特征
波兰小麦以1762年林奈为特征，具有长谷粒、颖片和外稃。之前的研究表明，所有这些特征都由一个基因控制，但在小麦复杂的基因组中，究竟是哪个基因还不清楚。

点击放大与波兰小麦相关的发现可以转化为基因改良和田间生产力。研究人员利用基因组学、领域学和生物技术方法确定了相关分子成分VRT-A2，它是转录因子MADS-box家族的一员，作为控制蛋白质合成的遗传开关。

这篇论文的第一作者尼古拉·亚当斯基(Nikolai Adamski)博士说，这些结果凸显了转录因子表达的变化如何影响小麦等重要作物的关键农学性状。

“我们的目标是利用这些知识帮助提供遗传解决方案，提高小麦产量。”

增长阶段
该团队发现，在小麦的几个生长阶段，一个小序列重排导致了VRT-A2在不同组织中的错误表达。这种变异导致了波兰小麦的长粒和花器官。

将波兰小麦的VRT-A2版本引入英国面包小麦品种，可以获得更高的粒重、粒大小和试验重量(粒密度的衡量标准)，但在英国环境中并没有提高产量。

在谈到这项研究更广泛的意义时，约翰英纳斯中心(John Innes Centre)的小组领导人克里斯托瓦尔·乌埃(Cristobal Uauy)教授补充说:“每天，地球上的每个人吃掉的谷物相当于50株小麦。”随着对小麦需求的增长，以及在气候变化的背景下，我们必须以可持续的方式增加小麦产量。”

“作为这项努力的一部分，理解谷物大小和重量的遗传控制对提供遗传解决方案至关重要，”他解释说。

小麦重新排列
实验还发现VRT-A2的表达水平与其对粒长和花器官大小的影响程度呈正相关。

在波兰小麦中，VRT-A2基因在其第一个内含子中携带了一个小的重排，这个基因序列不编码蛋白质，但对调节基因的表达至关重要。研究人员认为，这种重排是由于DNA双链断裂后的修复错误造成的。

接下来，研究小组的目标是了解VRT-A2的表达模式是如何被基因第一个内含子的序列重排所控制的。

他们还计划识别受VRT-A2错误表达影响的下游基因。

小麦创新趋势点击放大在波兰小麦中，VRT-A2基因在其第一个内含子中携带了一个小的重排，这个基因序列不编码蛋白质，但对调节基因的表达至关重要。
最近几个月，小麦一直处于研究的前沿。

2019年11月， John Innes中心的研究人员为春小麦品种“Fielder”(小麦L。)。这组科学家说，尽管小麦的转化效率在全球具有重要意义，但多年来一直徘徊在5%左右，这个系统的效率可以达到使用可比系统通常所达到的效率的25%。

与此同时,在2020年4月,一项比较历史和现代小麦品种的研究显示，膳食纤维增加，丙烯酰胺减少，这表明白面包并不像人们经常描述的那样不健康。发表在杂志上科学报告，研究人员报告称，“年与年之间存在着巨大的差异”，这表明诸如降雨或干旱等环境条件也会影响营养质量，但这与品种的影响相比微不足道。

去年11月,国际研究合作，包括来自阿德莱德大学的沃特研究所的科学家，解锁了小麦和大麦的新遗传变异。当时，研究人员表示，这可能是培育高产小麦和大麦品种的全球努力的重要推动力

与此同时10月份,Arista谷物科技公司和Limagrain公司在欧洲销售一种新的小麦原料，此前有报道称，这种富含纤维的小麦原料在美国零售商店的第一年表现良好

8月阿卡迪亚生物科学公司(Arcadia Biosciences)透露了其与GoodMills Innovation合作，在欧洲进行小麦原料商业化的最新举措。该合作伙伴关系的重点是阿卡迪亚改良小麦组合的广泛健康和营养效益。

伊丽莎白·格林编辑

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