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科学家对古老作物藜麦的新研究

已有 1045 次阅读 2020-1-27 07:45 |个人分类:科普小兵|系统分类:科普集锦

科学家对古老作物藜麦的新研究

武夷山编译




    Quinoa(藜麦,又叫秘鲁小米)引起了全世界的关注。人们关心的不是该吃白色的、黑色的还是红色的藜麦,而是在世界的哪些地方种植哪些藜麦品种(品种有几十种)为好。

    几千年来,藜麦一直是安第斯原住民的主食,西方国家则称它是富含营养的“超级食品”,而且这个“超级”的程度有看涨之势。

    澳大利亚墨尔本大学兽医与农业科学学院的一些科研人员正在与智利天主教大学合作,研究与藜麦开花相关的基因。藜麦是理想的未来食物品种,它富含氨基酸、痕量元素和维生素,却不含麸质。藜麦可在干旱、寒冷地区和盐碱土壤中生长,使之比小麦、水稻等作物更具优势。正因为藜麦如此神奇,联合国粮农组织将2013年定为“国际藜麦年”。

    这项研究是名为“开花与作物产量”的一个大课题的一部分,大课题的负责人是墨尔本大学的Prem Bhalla 教授和Mohan Singh 教授。课题组的Agnieszka Golicz博士说,他们这个团队想弄清支配着藜麦开花过程的基因通路,因为这是种子形成过程的第一步。她说,弄清了基因通路,就可能给我们提供提高藜麦产量、了解藜麦理想生长条件的思路。

    大约在三四千年前,安第斯原住民就开始驯化栽培藜麦。西班牙殖民者征服南美后,禁止种植藜麦,因为藜麦在原住民的宗教仪式中具有特殊地位。印加人被迫种植小麦。幸好,在秘鲁、玻利维亚的高原地区、Inter-Andean山谷地区直到智利海岸地区和智利的奇洛埃岛,一些安第斯原住民一直坚持种植藜麦,供家人享用。藜麦的最佳生长气候是夜间零下4摄氏度到白天35摄氏度之间,随品种而异。由于藜麦的独特发展史,产生了许多独特的生态型,它们只适合在特定的纬度和特定的环境条件下生长。于是,出现了藜麦的许多亚种、品种和本地种。其中每一品种都表现出唯一的基因身份,这些基因型都是根据该品种的预期用途和对恶劣生产条件的耐受性发展演化而来。比如,Coytos藜麦适合做面粉,Utusaya藜麦具有抗盐碱性,Witullas和Achachinos藜麦能抗寒,Kcancollas藜麦能抗旱,名为Quellus的黄色藜麦则特别高产。

    西方国家的农民试种藜麦时,经过反复试验才知道该在什么地方种什么品种。比如,产自秘鲁和玻利维亚低纬度地区的一些藜麦品种,到了较高纬度的地区就结不了籽。墨尔本大学的研究团队正在编制第一批藜麦开花基因目录,使得传统的繁育项目可以少走弯路。

    然后,他们将识别出的藜麦开花基因与Arabidopsis(拟南芥)、甜菜和菠菜(它们与藜麦有较近的亲缘关系)等实验室参考作物的开花基因数据库进行对比。他们发现,有611种开花基因能与拟南芥基因匹配上,还有459种基因是藜麦的花或生长段所独有的。

    下一步,他们要破解哪些基因通路对于哪些藜麦品种最重要,这些基因通路何时会被开启。Golicz博士说,“通过将现代分析手段与传统知识相结合,我们将能为作物生物学家、作物生理学家和育种专家更好地认识藜麦提供有价值的知识资源。藜麦这种作物很有发展潜力”。


(博主:我是植物学的外行,如原文理解和表达有误,请专家指正。)


 参考资料

https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/a-question-of-quinoa

 

 




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