基因編輯精準調控大麥的芒長

        光明網 2021-04-13 10:45:04

        (作者:楊平 中國農業科學院作物科學研究所研究員)

        如芒在背、初露鋒芒、光芒萬丈、針尖對麥芒……這些耳熟能詳的成語均與“芒”有關,二十四節氣中夏天的第三個節氣即為“芒種”。“芒”在我國文字和習俗中的頻繁使用,側面反映了五千年農耕文明對中華民族形成和發展的推動作用。

        芒是禾本科農作物結實后外稃延伸出的細刺,通常帶有鋸齒,帶鋸齒的芒可以減少小鳥啄食及防害蟲啃食,也更容易粘在動物皮毛上使得農作物種子傳播到更遠的地方。芒未成熟時是綠色的,可以進行光合作用積累更多的營養物質,同等條件下具有長芒的麥穗灌漿時籽粒可以更為飽滿。所以,在自然條件下有芒利于種群的繁衍和傳播。

        芒有長芒、短芒、鉤芒、硬芒、軟芒等多種類型,人們對農作物的馴化和育種更愿意選擇硬芒變軟、長芒變短甚至無芒的類型。比如,當今的水稻育成品種,均為無芒。

        六棱長芒(左) 二棱有芒(右)

        大麥是世界第四大禾本科糧食作物,是唯一保留了長芒特性的主要農作物。長芒被認為可以增加產量,全球幾乎所有的大麥品種均為長芒。

        基因LKS2編碼1個短節間家族轉錄因子,該基因的丟失或序列變異會導致芒長變短,為利用基因編輯技術精確控制芒長提供了靶標位點。

        關鍵詞: 基因 編輯 精準 調控

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