我国科研人员找回栽培苦荞中丢失的“高原密码”

作者:古一平 来源:新华社 

　野生苦荞能在海拔超过4500米的高原上生长,经过长期驯化与人工选择的栽培苦荞却不行;籽粒更大、产量更高的栽培苦荞重新种植到高原时,往往又表现出明显的适应性不足。8月11日,中国农业科学院作物科学研究所联合国内外科研力量在《细胞》发表的一项研究,破解了“高原密码”,让栽培苦荞既能扛住高原环境,又能实现大粒、高产。

　科研团队成功解析了苦荞高海拔适应性和籽粒产量形成的遗传基础,从野生苦荞中找回了栽培苦荞中丢失的高原适应性基因,并将其与地方品种中的大粒高产优异变异基因聚合,创制出兼具高海拔适应性和大粒高产特性的苦荞新种质。

　中国农业科学院作物科学研究所研究员周美亮介绍,高海拔地方品种虽然耐寒、耐强紫外线,却普遍籽粒偏小、产量较低,而低海拔地区培育的大粒高产品种,进入高原后又容易出现结实不良。如何兼顾环境适应性与产量,成为苦荞育种必须突破的关键难题。

　过去10余年,周美亮团队持续深入我国中西部及喜马拉雅地区,开展野生荞麦资源调查,累计收集喜马拉雅地区野生材料2000余份,摸清了我国野生荞麦资源的分布格局。在开展资源保护的同时,团队持续推进优异种质创新利用和新品种选育,培育出广适、高产、稳产的苦荞新品种“中苦3号”。

　为了更全面地发掘这些资源中蕴藏的优异变异,研究团队以“中苦3号”在内的16份代表性材料为基础构建了苦荞泛基因组,并汇集来自15个国家和地区的994份种质资源,绘制高分辨率变异图谱。沿着这些遗传变异线索,研究团队找到了苦荞适应高原的关键基因——野生苦荞特异基因FtRNH,并创制出兼具高海拔适应性和大粒高产特性的苦荞新种质。经过测产,新种质在高海拔条件下较对照品种增产约25%。

　业内专家表示,研究为破解作物驯化和改良中“环境适应性与产量难以兼得”的难题提供了新思路,也为利用野生种质资源改良其他面临极端环境胁迫的作物提供了重要参考。