生物科普:基因編輯精準(zhǔn)調(diào)控大麥的芒長(zhǎng)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-22
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如芒在背、初露鋒芒、光芒萬(wàn)丈、針尖對(duì)麥芒……這些耳熟能詳?shù)某烧Z(yǔ)均與“芒”有關(guān),二十四節(jié)氣中夏天的第三個(gè)節(jié)氣即為“芒種”?!懊ⅰ痹谖覈?guó)文字和習(xí)俗中的頻繁使用,側(cè)面反映了五千年農(nóng)耕文明對(duì)中華民族形成和發(fā)展的推動(dòng)作用。

芒是禾本科農(nóng)作物結(jié)實(shí)后外稃延伸出的細(xì)刺,通常帶有鋸齒,帶鋸齒的芒可以減少小鳥(niǎo)啄食及防害蟲(chóng)啃食,也更容易粘在動(dòng)物皮毛上使得農(nóng)作物種子傳播到更遠(yuǎn)的地方。芒未成熟時(shí)是綠色的,可以進(jìn)行光合作用積累更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同等條件下具有長(zhǎng)芒的麥穗灌漿時(shí)籽??梢愿鼮轱枬M。所以,在自然條件下有芒利于種群的繁衍和傳播。

芒有長(zhǎng)芒、短芒、鉤芒、硬芒、軟芒等多種類(lèi)型,人們對(duì)農(nóng)作物的馴化和育種更愿意選擇硬芒變軟、長(zhǎng)芒變短甚至無(wú)芒的類(lèi)型。比如,當(dāng)今的水稻育成品種,均為無(wú)芒。

大麥?zhǔn)鞘澜绲谒拇蠛瘫究萍Z食作物,是唯一保留了長(zhǎng)芒特性的主要農(nóng)作物。長(zhǎng)芒被認(rèn)為可以增加產(chǎn)量,全球幾乎所有的大麥品種均為長(zhǎng)芒。

基因LKS2編碼1個(gè)短節(jié)間家族轉(zhuǎn)錄因子,該基因的丟失或序列變異會(huì)導(dǎo)致芒長(zhǎng)變短,為利用基因編輯技術(shù)精確控制芒長(zhǎng)提供了靶標(biāo)位點(diǎn)。

(作者:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所 楊平研究員)

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