“我国科研团队树立C4禾谷类研究的模式植物体系”

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科学技术日报记者王海滨

8月31日，山西农业大学杂粮分子育种小组与中国农业科学院作物科学研究所等机构合作，在《自然植物》杂志上发表了《谷子中的“拟南芥”: c4禾谷类研究的理想模式体系》的研究论文。

水稻示范植物系统“小薇”研发团队钱前院院士表示:“c3示范作物有‘小薇’、c4有‘小米’，希望‘小薇’和‘小米’共同搭建基础研究行业的新平台，为国家粮食安全保障做出贡献。

据介绍，长期以来，模式植物拟南芥在领导重要的科学发现和先进的研究技术方面发挥着非常重要的作用。 随着水稻基因组测序的完成，特别是迷你种“小薇”的创制，水稻作为禾本科的模式植物在基础研究行业中发挥着越来越重要的作用。 但是，拟南芥和水稻都是c3植物，作为c4作物的模式植物有很大的局限性，不能处理c4光合代谢和多个读取亚科等特殊的基础问题。 谷子具有抗旱、耐瘠薄、高光效等突出优势，弥补了拟南芥和水稻作为模式植物的不足，是具有快速发展潜力的谷类模式植物。

该研究利用ems诱变技术诱导山西省名优谷子晋谷21突变，从中筛选超早熟突变体“谷子”。 其生长和株高相当于模式植物拟南芥，处理了谷子作为c4谷类模式植物无法在室内大规模培养的课题。 经过多方摸索和尝试，建立了方便、快速、高效、稳定的遗传转化系统。 进一步处理了该系统的遗传转化效率高达23.28%，谷子遗传转化效率低下的问题。 小米模式植物体系的建立将极大地促进c4的高光效、氮的高效吸收利用、抗旱性、遗传驯化和优良品质形成的分子基础等研究。

山西农业大学杂粮分子育种队伍由山西省高层次人才引进韩渊怀教授从2009年开始组建。 小组主要从事杂粮功能基因组学、植物氮磷高效利用的分子调控互联网、谷子优良品质形成的分子机制和谷子白发病抗性机制等研究。 小组与中国农业科学院刁民研究员、英国诺丁汉大学malcolm bennett院士、dongrierson院士等团队开展了广泛的合作交流。