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麻雀也“挑食”?并非所有高粱都爱吃,我国科研人员发现关键基因

2019-11-19 18:41:54  来源:匿名  浏览:4525次
谢旗研究团队首先通过对两个不同的自然群体同时进行两年三点两重复鸟吃或不吃的表型调查,在两个群体中同时能检测到一个单主效位点tannin1基因。tannin1是一个控制高粱单宁合成很关键的基因。 ……

根据中国科学院遗传与发育生物学研究所发布的信息,著名杂志《细胞》(Cell)近日召开全球记者招待会,介绍中国科学家对麻雀选择不同高粱的分子机制的研究成果。

新华社提供的信息地图

从籽粒灌浆阶段到成熟期,大量麻雀迁徙到农田啄食籽粒,导致籽粒受损发霉,传播各种病虫害,导致不同程度的减产。一些研究表明,鸟害可以使高粱产量减少50%以上。在1970年代和1980年代,欧洲、非洲和美国每年花费近10亿美元研究如何防止鸟害,以避免其巨大的农业损失。

先前的研究人员通过大量的野外观察发现麻雀选择性地捕食不同的高粱种子:在571个高粱自然变异群体中,近46.7%的高粱种子麻雀不喜欢吃。那么麻雀的“挑食”行为与人类相似的原因是什么呢?对这一问题的分析能为防治鸟类对作物的危害提供一个新的视角吗?

高粱以其优异的抗旱、抗洪、耐盐碱、贫瘠的特性和巨大的生物量而区别于其他作物,被广泛用于饲料、能源和燃料。迄今为止,高粱由于其抗压特性,仍然是世界干旱和半干旱地区5亿多人的主要粮食作物。以前,人们普遍认为外壳的程度越高,穗型越分散,芒越多,种皮颜色越深,单宁含量越高,高粱对鸟类的抗性越强。然而,高粱本身抵抗鸟类伤害的分子机制仍不清楚。

近日,来自中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室和其他三个实验室的齐谐团队共同解决了这一问题,通过单宁酸1基因位点差异揭示了高粱调控花青素和原花青素合成以及脂肪酸衍生香气挥发物合成的分子机制,以分析麻雀对高粱的“挑食”。

齐谐的研究小组通过对同时进食或不进食的鸟类进行为期两年的3.2重复表型调查,首次在两个不同的自然群体中检测到单一的主要基因座单宁酸1基因。单宁n1是控制高粱单宁合成的关键基因。同时,还发现在之前推测的五个与鸟类取食相关的性状中,包括外壳、穗型、芒、种皮颜色和单宁含量,只有单宁含量与高梁鸟的抗性显著相关。

本研究揭示了单宁酸1参与调节单宁酸合成和脂肪酸衍生挥发物合成同时产生高含量单宁酸和低浓度芳香挥发物的分子机制,从而避免和保护麻雀达到抗鸟的目的。该研究不仅为高粱抗鸟新品种的选育提供了重要的基因资源,也为利用单宁设计开发新型绿色农药防治农业鸟类危害提供了全新的解决方案。

资料来源:《北京日报》作者:钟科

流程编辑:宏远花园

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 责任编辑: 匿名