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美科学家发现野生马铃薯品种高钙基因

发布时间:2019-10-12 19:40:40

在切马铃薯时,你是否发现过黑点或空心的部分?早期研究表明,这些缺陷可能是马铃薯缺钙的结果。而从遗传学角度看,马铃薯块茎钙的多少与其质量好坏相关。

无论是食品杂货店的消费者还是专业生产薯片和薯条的公司,都不喜欢这些低钙的有缺陷的马铃薯。除了外观的问题之外,这些马铃薯在贮存时也更容易腐烂。

大多数繁育的马铃薯品种的含钙水平天生就少。所以,美国农业部农业研究中心和美国威斯康星麦迪逊大学的研究者们将目光转向了野生马铃薯。研究者们的目标是:培育含钙水平高的马铃薯新品种。

许多野生马铃薯的近亲仍在南美洲。它们的存在意味着在那些地区种植马铃薯常常与野生品种交换基因。“这是当气候变化或病虫害模式变化时,它们进化演变的一种方式。”研究者Jansky说,“但是,在美国,那个环境已经移除了。想要改良栽培品种,我们必须从野生亲缘品种中找到新的基因。”

对科学家来说,这些野生亲缘品种是无价资源。“如果你开车到那里,就能看到在路边和田野中生长着像杂草般的野生植物。”Jansky说,“如果要寻找马铃薯的任何性状,每次都能在野生品种中找到。”

所以,这首先是一项寻找高钙马铃薯的研究——研究团队发现了一种钙含量比普通品种高近7倍的野生马铃薯品种。

下一步的工作是分离出钙的特性。Jansky和她的同事们杂交配种培育了高钙和低钙的马铃薯。由此产生的后代显示出“分子标记”——植物天然DNA的一种模式,这种模式引导研究者研究植物的钙的特性。

“找到这个标记将使我们和其他育种者在选育块茎含有高钙的马铃薯上取得更快进展。”Jansky说,在过去,这项工作是耗费时间且困难的。研究者必须种植所有的种群,收获块茎,然后为所需的特性对马铃薯的块茎进行分析。“这是一个漫长而艰苦的过程。”

一个标准的育种过程每年大约要种植和评估约10万多株幼苗,然后,大约花上10~15年时间发布一个作物的特殊品种。

然而,分子标记简化了这一过程。“我们可以采集幼苗的DNA,然后检测他们的分子标记。”该论文的第一作者表示,“如果有这些标记,那么你就选择那些幼苗,这样可以节省大量的时间和劳力。”

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