让盐碱地开出“花”,作物主效耐碱基因密码被解开
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白茫茫的花盐碱地上开出金灿灿的“花”。在我国新疆、让盐山东、碱地基因江苏等地,开出开每逢金秋,作物主效盐碱地里的耐碱高粱能长到一人多高,金黄的密码籽粒垂着头。为何高粱能如此耐盐耐碱?我国科研团队对高粱基因展开解析,被解首次揭示了作物耐碱的花分子机制。在4月25日举行的让盐2024中关村论坛年会开幕式重大成果发布环节上,“农作物耐盐碱机制解析及应用”被列为十大科技成果之一。碱地基因
我国盐碱地面积高达1亿公顷,开出开占世界盐碱地总面积的作物主效近十分之一,全球气候的耐碱变化、淡水的密码缺乏及化肥的大量使用,又让可耕土地盐渍化速度加快。俗话说,“盐碱地白花花,一年种一茬,小苗活不了,秋后不收啥”,很多重度盐碱地表面都盖着一层“白被子”,像是刚下过一场大雪,土壤表层盐类、碱类富集,上面几乎寸草不生。
“这其实很好理解,就像卤水点豆腐,蛋白质遇到含盐的卤水会迅速变性,失去活力,植物细胞也会因此死亡。”中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗打了个比方。而高粱拥有耐盐碱的“超能力”,在酸碱度5.0至10.0的土壤中,它都能存活。
培育耐盐碱作物是利用盐碱地的最有效途径之一。谢旗团队与中国农业大学教授于菲菲团队、华中农业大学教授欧阳亦聃团队联合10家科研单位合作,经过数年努力,终于在高粱中找到了主效耐碱基因AT1。将这个基因应用到水稻、小麦、玉米、谷子等作物上,能显著提升它们在盐碱地的产量。
耐盐碱作物的种植,还能促进盐碱地的改良。谢旗表示,地面上生长的植物越多,浮在土地表面的盐碱物质就会更多地被“压”回地下,让土地实现更长久的利用。在普通作物难以生存的边际土地、贫瘠土地上,经过AT1基因改良的水稻、高粱、谷子都茁壮成长,产量和生物量均提升了20%至30%。据估算,如果这项研究成果得到广泛推广,每年可为全世界增产粮食约2.5亿吨。
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