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PNAS:非转基因,杂交育种翻开新篇章   

2014-09-30 10:57:20|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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华盛顿州立大学的科学家们声称自己鉴定了真正的“最知名小麦基因”。该基因名为Ph1,它限制了小麦通过杂交获得其它植物基因的能力。
这项研究扫清了小麦杂交育种所面临的障碍,人们可以在此基础上,为小麦赋予大量其它禾本植物的抗虫抗病特性,减少作物损失和杀虫剂的用量。更重要的是,这项研究打破了传统杂交育种的瓶颈,同时又绕过了转基因技术带来的争议。
“这个基因有着巨大的应用潜力,”华盛顿州立大学的Kulvinder Gill教授说,他们的这项成果发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。
大约三千五百万年以前,野生的小麦祖先常常通过杂交来交换基因。不过,随着一万年前农业和栽培小麦的兴起,这种植物的遗传结构发生了改变,不再是拥有两套染色体的二倍体,而是成为了多倍体。
1958年初(发现DNA双螺旋的五年后),科学家们就推测有一个特殊的基因,在繁殖过程中控制小麦染色体的有序配对。
“如果这个基因不存在,细胞核内就会出现混乱,导致小麦不育,”Gill说。但是这个基因也阻止了小麦与其近亲杂交,尽管它的近亲拥有大量有价值的品质。“这个基因不允许黑麦染色体与小麦配对。”
正因如此,Ph1基因受到了人们的广泛关注,Gill将其称为“最知名的小麦基因”。2006年,英国研究人员就曾在Nature杂志上发表文章,宣称鉴定到了这个基因。
“我们的研究显示,他们的基因根本不是Ph1,”Gill说。他们知道自己的发现会引起争议,于是花了一年时间进行重复实验。
“现在,我们可以通过暂时沉默Ph1基因,允许黑麦等植物的染色体与小麦配对,通过天然的方式给小麦引入新基因,”Gill说。
研究人员通过这种方式,向小麦引入了山羊麦(goatgrass)的基因,让小麦具备了抵抗条锈菌的能力。条锈菌是一种严重的小麦病害,每年都会造成巨大的经济损失。
Gill说指出,这一过程中的遗传物质交换与自然界中的天然程序类似,只不过速度更快。在此基础上进行育种,可以在五年内开发出一个新品种。
推荐原文:
Silencingof a metaphase I-specific gene results in a phenotype similar to that of thePairing homeologous 1 (Ph1) gene mutations
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