【資料圖】

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員科研團(tuán)隊與國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作，經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1，可以顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量，且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應(yīng)用前景。這一科研成果于北京時間3月24日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

中科院遺傳發(fā)育所等單位組成的科研團(tuán)隊使用起源于非洲中部貧瘠土地的高粱作為實驗材料，采用混合堿研究方法來調(diào)節(jié)堿度進(jìn)行實驗，通過全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，從中發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因AT1，該基因與水稻的粒形調(diào)控基因GS3同源，首次揭示了作物耐堿的分子機(jī)制。

中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗：一般的話，植物或者作物，它都有適應(yīng)環(huán)境的基因組的變化、進(jìn)化。所以我們采集了不同地方的種子資源來，我們把它放在高鹽堿的土地里面，有一些就能生長，有一些就不生長，然后這些高粱又有基因組的數(shù)據(jù)，把基因組的數(shù)據(jù)再通過計算把它關(guān)聯(lián)到一起，抗鹽堿的和不抗鹽堿的，一做個比較就發(fā)現(xiàn)，有基因發(fā)生了突變，所以就是這樣來從高粱中第一個發(fā)現(xiàn)這個基因是跟耐堿相關(guān)。

在理論突破的基礎(chǔ)上，科研人員對高粱進(jìn)行了耐鹽堿育種生產(chǎn)實踐研究，在寧夏平羅鹽堿地進(jìn)行的大田實驗表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%，青貯用全株生物量增加近30.5%。科研人員進(jìn)一步將AT1基因用于改良主要禾本科作物，例如水稻、小麥、玉米、谷子等的耐鹽堿性。在吉林大安鹽堿地的多年實驗表明，水稻可增產(chǎn)22.4%—27.8%，在寧夏平羅鹽堿地，谷子增產(chǎn)19.5%，同時，AT1基因的改造也能顯著增強(qiáng)玉米在鹽堿地的存活率。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截至2015年，全球超過10億公頃鹽漬化土壤因鹽堿程度過高而不能被有效利用，其中堿化土約占鹽漬化土壤的60%。科研人員預(yù)測，如果全球20%鹽堿地利用該基因，可每年為全球增產(chǎn)至少2.5億噸糧食，從而提高鹽堿地的作物產(chǎn)能。

中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗：我們國家又有15億畝鹽堿地，比起我們的18億畝耕地來說也是少不了多少，假如把這個鹽堿地能用上產(chǎn)糧食，這個對我們國家的糧食安全就有了保障。