近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊領(lǐng)銜的合作研究，解析了苦蕎籽粒營養(yǎng)元素有關(guān)離子元素含量變異的遺傳基礎(chǔ)，鑒定到調(diào)控鈉、鋅等重要離子含量的關(guān)鍵遺傳位點。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進科學(xué)（Advanced Science）》上。

 

　　苦蕎起源于喜馬拉雅地區(qū)，是我國干旱半干旱地區(qū)、高海拔冷涼地區(qū)的主要糧食作物和南方秋季填閑的重要經(jīng)濟作物。苦蕎籽粒富含蘆丁等黃酮類生物活性成分及鎂、硒、鋅等多種微量元素，在酸性土壤環(huán)境下具有較強的適應(yīng)性。因此，解析苦蕎籽粒離子元素變異遺傳基礎(chǔ)，有助于為蕎麥品質(zhì)和抗逆育種提供新思路。

 

　　科研團隊通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定到與苦蕎籽粒20種離子元素關(guān)聯(lián)的遺傳位點和離子轉(zhuǎn)運蛋白基因。其中鑒定到鐵、鈣、鋅等營養(yǎng)元素關(guān)聯(lián)的18個遺傳位點。功能驗證發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)運蛋白FtYPQ1具有鋅轉(zhuǎn)運活性，其過表達可使苦蕎鋅含量提升，并顯著促進黃酮類化合物積累。鈣離子泵通過促進鈉離子外排，可提高苦蕎的耐鹽性。通過比較基因組學(xué)分析表明，在馴化過程中大部分參與離子轉(zhuǎn)運的基因優(yōu)異單倍型受到反向選擇，這一發(fā)現(xiàn)揭示了野生苦蕎比栽培苦蕎品質(zhì)更優(yōu)良的遺傳機制。該研究為優(yōu)質(zhì)、抗逆苦蕎新品種培育奠定了理論基礎(chǔ)。

 

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項等項目的支持。（通訊員 田浩園）

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202412291