最新!育种技术”新“突破,周期更短、抗病、抗旱能力更强
Tony 2022-08-24 413
育种技术新突破,更抗旱、耐热和高产的燕麦品种为高附加值产品开发和可持续种植带来应用潜力。

育种技术新突破,更抗旱、耐热和高产的燕麦品种为高附加值产品开发和可持续种植带来应用潜力。



文:Tony

近日,来自Lantmännen旗下公司CropTailor、ScanOats和隆德大学的三位基因组研究人员完成了对整个燕麦基因组的测序,这为培育抗旱、耐热和高产的新品种提供了契机,同时为高附加值产品的开发和可持续的燕麦种植带来应用潜力,比如开发β-葡聚糖、蛋白质或抗氧化剂含量翻倍的营养健康产品。


隆德大学研究员Olof Olsson表示,通过利用各种DNA测序技术,创建出燕麦基因组的高分辨率遗传图谱,而这个阶段不存在基因改变。然而,一旦在“碱基对”模式下了解基因组,就可以应用各种技术以精确的方式对基因组进行遗传改变。


1 缩短育种过程周期

通过直接寻找基因组中的特定突变,这种突变和特定表型相关联,整个育种过程得以缩短。


Lantmännen公司首席执行官兼高级顾问Mats Larsson表示,获得生物体的全部遗传密码可以使育种活动更加高效、快速。


传统的育种方法是将不同的燕麦品种分几个步骤进行杂交,并在温室或田间对每一步杂交后的性状进行评价,这既费时又不精确。使用传统技术开发一个新品种大约需要十年时间,而应用新技术能够将时间缩短至少五年,并且精准度会大幅提高。


燕麦的特性可以被改变,包括从种子的化学成分(包括质量参数)到农业特性,如更高的产量、对干旱、盐和各种病原体的耐受性,还可以培育新的燕麦品种以更有效地利用氮和磷酸盐。


特别是,增加对镰刀菌感染(一种真菌感染)的耐受性将是研究燕麦育种的一个非常有价值的方向,目前,由于DON等各种霉菌毒素的积累,某些特定年份收获的大部分燕麦不得不丢弃,这造成了浪费,也提高了成本。


2 揭示产量增加的“奥秘”

了解作物的整个基因集被认为是利用现代技术开发改良作物的重要组成部分。


研究人员强调,通过这种方式,育种者可以更快、更有效地为农民提供能够承受气候变化的燕麦品种。最近,研究人员开发了两种具有这些特性的新燕麦品种,它们分别为Active 和 Armstrong。


目前,植物蛋白在食品饮料市场上很受关注。一个例子是燕麦饮料,希望将蛋白质含量从目前的水平提高三倍,使其在营养上与牛奶相似。


其他重要特性是纤维含量的变化,例如β-葡聚糖。如果燕麦片中的β-葡聚糖含量可以增加一倍,那么该产品可以声称更营养健康。


3 北欧植物育种的主要投资商

《自然》杂志上发表的一项名为“独特的健康谷类作物Mosaic燕麦基因组”的研究,该项目由CropTailor、Lantmännen研究基金会、瑞典战略研究基金会(SSF)和隆德大学资助。


Lantmännen植物育种研究特别关注北欧地区,目前,其在瑞典的斯瓦勒夫市工厂进行多笔投资。ScanOats由战略研究基金会(SRF)及其成员方资助。SRF已承诺在七年内向该财团投资1,000万欧元(1,100万美元),而组成公司则出资约800,000 欧元(850,000美元)。


据相关数据显示,该财团为制作基因组图谱的提供大约150万欧元(200万美元)部分预算。


4 保护作物产量免受植物病害

Lantmännen拥有新的培养室、读取DNA序列的仪器和系统化的计算能力,这些先进的设施在全球植物育种方面发挥重要的角色。


Lantmännen公司群体育种经理兼CropTailor首席执行官Alf Ceplitis表示,植物育种目前正在发生技术变革,正在进行的研究表明公司在瑞典处于这一发展的前沿,这对未来市场来说充满潜力。


Lantmännen的燕麦育种计划完全是基于传统(即非转基因)育种方法。因此,并没有在研究如何改变燕麦的基因组成,从而产生符合2001/18/EC指令规定的产品。


通常情况下,在非常大量的后代(一次交配有数千个)库中,选择具有“正确且有趣”特征的后代是一个耗时和消耗资源的过程。目前在燕麦育种计划中实施的技术能够帮助快速扫描基因组的特定部分,并提取这些部分的性状和基因信息。


5 农业食品创新

建立育种计划的第一步是在八年前采取的,从那时起一直在完善各种工艺。完整的基因组序列将帮助研究人员通过与水稻、玉米、大麦或小麦等相关物种的已知基因进行比较来发现单个基因。


作物基因组学越来越多地被其他农业食品参与者中用于紧急应用,例如培育高蛋白鹰嘴豆、提高香蕉的抗氧化特性以及确定蔓越莓中多酚的特定健康特性。


此外,越来越多的消费者出于生活方式和健康原因采用无麸质饮食,无麸质产品市场正在快速增长。为了应对越来越多的麸质不耐受消费者,Lantmännen最近推出瑞典秋小麦来源的无麸质小麦淀粉。

参照网站:

Nature

Lantmännen官网


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