Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Hvetforskningsfunn gir genetiske hemmeligheter som kan forme fremtidige avlinger

Anonim

En ny studie har isolert en genkontrollerende form og størrelse av spikelets i hvete i et gjennombrudd som kan hjelpe oppdrettere å levere yieldøkninger i en av verdens viktigste avlinger.

annonse


Teamet fra John Innes Center sier at den underliggende genetiske mekanismen de har funnet, er også relevant for blomsterstandsarkitektur i en rekke andre store kornblandinger, inkludert mais, bygg og ris.

Den genetiske identifiseringen av et agronomisk relevant trekk representerer en betydelig milepæl i forskning på hvete; en avling med et notorisk komplekst genom.

Funnene, som ble publisert i dagboken The Plant Cell, gir oppdrettere et nytt verktøy for å akselerere den globale søken for å forbedre hvete. Studien fremhever også en rekke neste generasjons teknikker tilgjengelig for grunnleggende undersøkelser av hvete, verdens mest produserte avling.

Hveteinitiativet, som koordinerer global forskning for hvete, har identifisert floralarkitektur som en av hovedtrekkene som må forbedres dersom en utbyttesøkning på 1, 6% trengs for å mate en voksende verdens befolkning, skal nås.

Dr Scott Boden fra John Innes Center, der avlinger genetikk laboratoriet ledet studiet sammen med kolleger fra Australia og Cambridge, sa det representerte et gjennombrudd både i lab og felt.

"Dette papiret er et eksempel på hva vi kan gjøre i hvete nå med mange ressurser som kommer ombord. Vi har gått fra feltet til laboratoriet og tilbake igjen. Dette er et utviklingsgen som bidrar til en mange agronomisk viktige egenskaper. Denne kunnskapen og ressursene som kommer fra denne studien, kan brukes til å se om det virkelig gir fordel.

"Vi har nærmet oss dette i akademisk forstand, men vi har flyttet det mot å gi oppdrettsverktøy de kan jobbe med for å optimalisere blomsterutviklingen."

Mangfold av blomsterarkitektur har blitt utnyttet av generasjoner av avlingavlere for å øke utbyttet, og genetisk variasjon for denne egenskapen har potensial til ytterligere å øke kornproduksjonen.

Studien fokuserte på genetikk bak en bestemt mutant egenskap i brød hvete kjent som parret spikelets, hvor en hvete blomsterstand er dannet av to spikelets i stedet for den vanlige. Denne egenskapen, som bærer likhet med blomstproduksjonen i mais og ris, er en variasjon som kan føre til økt utbytte.

Ved hjelp av en rekke teknikker, inkludert plantetransformasjon, gensekvensering og hastighetsavl, undersøkte forskere hvetestrenger som viste parret spikelets, avledet fra en kartleggingspopulasjon, kalt en multi-parent avansert generasjons intercross (MAGIC); en populasjon av vårhvete opprettet som et verktøy for å studere og identifisere den genetiske opprinnelsen til relevante egenskaper.

Studien viste at et gen som heter TEOSINTE BRANCHED1 (TB1) regulerer hveteblomstringsarkitektur, fremmer parrede spikelets via en mekanisme som forsinker blomstring og reduserer uttrykket av gener som styrer utviklingen av laterale grener kalt spikelets.

Videre analyse viste at alleler som endrer funksjonen til TB1, var tilstede i et bredt spekter av store moderne hvetekulturer som brukes av oppdrettere i Storbritannia og Europa. Også var de variant allelene for TB1 til stede på to av de tre hvetegenene av vinter- og vårhvete.

Genetisk analyse viste også at TB1 er koblet til et annet gen som lenge har vært kjent: det såkalte Green Revolution gen, Rht-1, som styrer plantens høyde.

Ytterligere studier vil avgjøre om noen av effektene som tilskrives Rht-1, faktisk er TB1-effekter.

Forfatterne av studien sier at TB1-genet er også viktig for bidraget til floral arkitekturdiversitet i en rekke andre kornblandinger, inkludert mais, bygg og ris - med interesse for papiret som allerede kommer fra disse forskningsmiljøene.

Dr Boden håper at en av konsekvensene av papiret vil være å oppmuntre flere tidlige karriereforskere til å velge hvete for utviklingsforskningsprosjekter.

De fullstendige funnene er tilgjengelige i papiret: Teosinte Branched1 regulerer blomsterstandsarkitektur og utvikling i brødhvete.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av John Innes Center . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Laura E Dixon, Julian R Greenwood, Stefano Bencivenga, Peng Zhang, James Cockram, Gregory Mellers, Kerrie Ramm, Colin Cavanagh, Steve M. Swain, Scott Andrew Boden. TEOSINTE BRANCHED1Regulates Blomstringsarkitektur og -utvikling i brødhvete (Triticum aestivumL.) . Plantecellen, 2018; tpc.00961.2017 DOI: 10.1105 / tpc.17.00961