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記者從中國科學(xué)院獲悉：中科院遺傳發(fā)育所謝旗研究員、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)于菲菲教授、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)歐陽亦聃教授等領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)與多家單位合作，以耐鹽堿作物高粱為材料，首次發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物耐堿基因AT1及其作用機(jī)制。大田實(shí)驗(yàn)證明該基因可顯著提升高粱、水稻、小麥、谷子和玉米等耐鹽堿作物種質(zhì)產(chǎn)量，在改良鹽堿地綜合利用中具有重大應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《科學(xué)》和《國家科學(xué)評(píng)論》雜志。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截至2015年，全球超過10億公頃鹽漬化土壤因鹽堿程度過高而不能被有效利用，其中鹽堿化土約占鹽漬化土壤的60%。如果能將這部分土地利用起來，全球糧食產(chǎn)量將有望大幅度提升。目前全球在植物耐鹽研究方面方法較成熟且研究力量集中，已取得了很多成果，但對(duì)于植物(作物)耐堿機(jī)制仍了解較少。

針對(duì)這個(gè)難題，研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，通過全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析耐鹽堿差異大的高粱資源，發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因AT1，該基因與水稻的粒形調(diào)控基因GS3同源。首次揭示了高等生物高抗鹽堿的分子機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)AT1的調(diào)控機(jī)制在主要糧食作物水稻、玉米及谷子中也高度類似。在重大理論突破基礎(chǔ)上，合作團(tuán)隊(duì)對(duì)高粱進(jìn)行耐鹽堿育種改良，在寧夏平羅鹽堿地進(jìn)行的大田實(shí)驗(yàn)表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%，全株生物量(青貯用)增加30.5%。進(jìn)一步將AT1基因用于改善主要禾本科作物水稻、谷子和玉米等的耐鹽堿性，在吉林大安鹽堿地水稻增產(chǎn)22.4%—27.8%，在寧夏平羅鹽堿地谷子增產(chǎn)19.5%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該基因的改造也能顯著增強(qiáng)玉米在鹽堿地的存活率。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所副所長黃勛表示，該成果是面向我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的重大需求，從基礎(chǔ)研究著手解決實(shí)際問題的典型案例。

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