我国科学家揭示作物主效耐碱基因

本报北京3月26日电 （记者吴月辉）记者从中国科学院获悉：中科院遗传发育所谢旗研究员、中国农业大学于菲菲教授、华中农业大学欧阳亦聃教授等领衔的科研团队与多家单位合作，以耐盐碱作物高粱为材料，首次发现农作物耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、谷子和玉米等耐盐碱作物种质产量，在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。相关研究成果近日发表于《科学》和《国家科学评论》杂志。

联合国粮农组织调查数据显示，截至2015年，全球超过10亿公顷盐渍化土壤因盐碱程度过高而不能被有效利用，其中盐碱化土约占盐渍化土壤的60%。如果能将这部分土地利用起来，全球粮食产量将有望大幅度提升。目前全球在植物耐盐研究方面方法较成熟且研究力量集中，已取得了很多成果，但对于植物（作物）耐碱机制仍了解较少。

针对这个难题，研究团队独辟蹊径，通过全基因组大数据关联分析耐盐碱差异大的高粱资源，发现了主效耐碱基因AT1，该基因与水稻的粒形调控基因GS3同源。首次揭示了高等生物高抗盐碱的分子机制，并发现AT1的调控机制在主要粮食作物水稻、玉米及谷子中也高度类似。在重大理论突破基础上，合作团队对高粱进行耐盐碱育种改良，在宁夏平罗盐碱地进行的大田实验表明，AT1基因的利用能够使高粱籽粒增产20.1%，全株生物量（青贮用）增加30.5%。进一步将AT1基因用于改善主要禾本科作物水稻、谷子和玉米等的耐盐碱性，在吉林大安盐碱地水稻增产22.4%—27.8%，在宁夏平罗盐碱地谷子增产19.5%，同时发现该基因的改造也能显著增强玉米在盐碱地的存活率。

中国科学院遗传与发育生物学研究所副所长黄勋表示，该成果是面向我国农业生产方面的重大需求，从基础研究着手解决实际问题的典型案例。