藜麦基因组有助于科学家将其从健康食品区中推广

这是将这种超级谷物推向大众的第一步。
quinoa
flickr 用户 Mickaël T

藜麦被誉为谷物的“ 之王”,它无需更多宣传就能巩固其在美国超市超级食品的地位。但现在,科学家们终于掌握了藜麦的真实身份——以及构成这种谷物营养特性的基础——这得益于其基因组的最新测序。

“有很多方法可以改善藜麦。了解它的基因组是第一步,”国际团队负责人 Mark Tester 表示,该团队刚刚在《自然》杂志上发表了 首个藜麦基因组序列

Tester 博士是阿卜杜拉国王科技大学的植物科学家,他最初开始研究藜麦是为了调查该谷物的耐盐性。“藜麦是一种令人惊叹的植物。它可以在非常困难的环境中生长得很好,比如中东(或)撒哈拉以北地区,那里的土壤和灌溉水都含盐量很高,”Tester 说。他及其同事计划弄清楚藜麦如何耐盐,然后将这种耐盐性转移到其他作物,如水稻和大麦,使它们也能 在条件较差的土壤中茁壮成长

藜麦与水稻和大麦不同。它目前仍主要由南美洲的人工种植。它为近百万人提供主食,但现代农业尚未触及玻利维亚、厄瓜多尔和秘鲁高原的藜麦田。藜麦植株的外观也反映了这一点:谷物长得高而脆弱。

Tester 博士认识到藜麦在贫瘠土地上提供食物的潜力,他希望改变这些特性——使藜麦植株更矮、更紧凑——以便更容易在大规模现代化农场上种植。“[目标是]将这种作物从目前在南美洲作为一种重要作物,在西方被视为一种新奇作物,转变为一种真正的世界性商品,”Tester 说。

换句话说,他说,“我希望它摆脱保健食品的标签。”

为了改良藜麦并实现这一目标,Tester 博士需要测序藜麦基因组。拥有基因组序列——构成一个生物体的完整基因组合——将为科学家们提供未来育种工作的基本蓝图,就像研究人员在 2005年对水稻所做的那样

该团队与来自美国、德国和澳大利亚的科学家合作,生产了不同藜麦品种的高质量基因组序列。

“组装得非常好。它与之前在《自然》及其他期刊上发表的其他主要商品基因组的标准相媲美,”杨百翰大学的植物与野生动物科学家 Joshua Udall 表示。“这将是藜麦研究者和整个科学界的宝贵资源。”

除了测序藜麦基因组,作者们还阐明了藜麦的进化历史。“[作者们]在一定程度上解开了这个谜团,”爱荷华州立大学的植物进化基因组学家 Jonathan Wendel 说。“他们揭示了哪些是亲本的最佳模型,以及这些亲本是在多久以前杂交产生了如今的现代藜麦植株。从现在起,它将作为每个人工作的参考。”

这项新研究有许多潜在的农业应用。研究作者已经确定了一个基因,他们认为该基因会促进皂苷的产生,从而使藜麦产生苦味。

在小农场上,皂苷可以用来自然地减少鸟类的捕食。但皂苷不仅苦。它也有毒,去除它需要大量的工作和水。因此,为了“对环境的净效益,”Tester 说,育种者可能希望种植皂苷含量低的藜麦。但首先,还需要更多的工作来确认他们是否找到了正确的 基因进行改造。传统上,这类研究很难获得资助。

“大多数使用藜麦作为[食物]的国家没有科学基础设施来改善藜麦的遗传性。但在美国,它既不是商品作物,也不是 濒危作物,所以许多联邦机构对其资助并没有兴趣,”Udall 说。“可以理解的是,科学资助对于任何植物或作物来说都供不应求。”

“我对[藜麦]感到非常兴奋,它有很多独特的特性。但由于缺乏国内关注,我的研究项目很难持续下去,”Udall 说。“随着这篇《自然》文章的发表,这种情况可能会有所改变。”

Udall 相信,“随着现代农业在土壤肥沃的地方[利用藜麦],将会出现大量的育种和改进。只是在藜麦能够广泛种植于世界各地之前,需要进行一些适应性调整。”

因此,Tester 博士将藜麦“摆脱保健食品标签”的计划并非遥不可及。“我希望看到藜麦变成一种可以更广泛种植、成本更低的作物,”Tester 说。“我希望价格能下降五倍。”

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .