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先祖性墨西哥类蜀黍等位基因可导致更高产的密集种植玉米

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

野生墨西哥类蜀黍是现代玉米的演化祖先;在其基因多样性中隐藏着被遗忘的特性。据一项新的研究披露,在寻找玉米的祖先基因组时,研究人员报告称,他们发现了UPA2;这是一种在现代玉米栽培的选择压力失去已久的罕见等位基因,它能通过改变玉米叶子的生长角度而被用来直接增加被密集种植玉米的作物产量。Sarah Hake在相关的《视角》中写道:“这项工作表明,重新栽种作物可能会发现隐藏在我们作物祖先中的其它有用特征。”为满足全球需求而种植数量不断增长粮食的能力依赖于我们从有限农用土地中收获更多粮食的能力。增加种植作物的密度可以提高产量;然而,对许多作物(包括玉米)而言,稠密种植可令植物间竞争水、阳光和土壤养分。通过改用更多叶片竖立的玉米新品种,玉米的种植密度已大大增加。然而,人类的选择是以遗传多样性为代价的,后者会限制未来世代的适应潜力和遗传健康。认识到野生墨西哥类蜀黍中遗传变异性颇为宽广,Jinge Tian和同事在现代玉米和墨西哥类蜀黍间创建了重组近交系,揭示了控制UPA2等位基因的分子调控网络。据结果披露,UPA2可赋予现代玉米来自墨西哥类蜀黍的直立和收窄性生长特征,但该基因在现代玉米中是阙如的。丢失的等位基因向现代玉米的渗入导致了在高密度种植下产量可显着增加的杂交体。Tian等人提出,这些特征的优势只是在近来才变得有相关性,它或能解释为什么该基因在栽种时未得到保存。

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