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科學(xué)家已經(jīng)揭開(kāi)地位卑微的土豆的遺傳密碼，他們認(rèn)為這一步或許有助于對(duì)抗發(fā)展中國(guó)家的饑荒。
土豆是世界最重要的主食之一，它是僅次于小麥和稻米的第三大最重要的食用作物。了解土豆的基因組奧秘，將會(huì)促進(jìn)科學(xué)家更快地培育出能提高產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和更好地抵抗病蟲(chóng)害的土豆新品種。專(zhuān)家希望通過(guò)提高土豆產(chǎn)量，可以滿(mǎn)足到2050年將會(huì)達(dá)到90億的全球人口的糧食需求。近125個(gè)國(guó)家種植土豆，每年全球有超過(guò)10億人食用這種食品。
2007年，全球收獲的土豆量超過(guò)3億噸。到2020年，預(yù)計(jì)將有超過(guò)20億人把土豆作為主食、動(dòng)物飼料或者依靠它獲得收入。然而，土豆現(xiàn)在很容易受到晚疫病等疾病影響，據(jù)估計(jì)，這種疾病導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)作物每年損失30億英鎊(47.73億美元)。英國(guó)科學(xué)家在國(guó)際馬鈴薯基因組測(cè)序協(xié)會(huì)起著至關(guān)重要的作用，他們的研究成果發(fā)表在11日的《自然》雜志上。
蘇格蘭詹姆斯-赫頓學(xué)院的格倫·布萊恩博士說(shuō)：“這次基因組測(cè)序是了解土豆的生物學(xué)的關(guān)鍵一步。通過(guò)利用基因組數(shù)據(jù)確定代表重要特征的基因及其遺傳標(biāo)記，能夠加速培育土豆新品種的進(jìn)程。利用遺傳基礎(chǔ)的選擇方法非常有發(fā)展前途，英國(guó)和別的國(guó)家已經(jīng)準(zhǔn)備好了立即利用基因組序列的技術(shù)。另外，通過(guò)了解土豆的遺傳藍(lán)圖，我們可以把一些有利特征引入到現(xiàn)有品種中來(lái)，例如提高抗病蟲(chóng)害的能力和改良?jí)K莖的質(zhì)量。”
布萊恩的同事大衛(wèi)·馬丁博士領(lǐng)導(dǎo)了鄧迪大學(xué)的一個(gè)科研組，他說(shuō)：“把確切的基因組的DNA序列拼接在一起，是一項(xiàng)要求苛刻的艱巨任務(wù)，它需要我們國(guó)際合作者的各種專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)。我們第一次揭開(kāi)了土豆基因組的秘密，現(xiàn)在我們開(kāi)始向更大挑戰(zhàn)沖刺，希望在未來(lái)幾個(gè)月和幾年間對(duì)它們進(jìn)行分析。”
土豆屬于茄科(Solanaceae)植物家族。野生土豆遍布美洲，很多可以直接培育成普通土豆，把抗病蟲(chóng)害或耐霜凍和干旱的有益特征遺傳給后代。研究商業(yè)土豆的基因組非常復(fù)雜，因?yàn)檫@種植物有4個(gè)版本的遺傳密碼，而且它們彼此都稍微有些不同。人類(lèi)有兩個(gè)版本的遺傳密碼，它們起源于雙親。而土豆從母親那里獲得兩個(gè)版本的基因組序列，從父親那里獲得兩個(gè)版本的基因組序列。每個(gè)版本含有12個(gè)染色體，這是包含基因的DNA“包裹”。為此，科學(xué)家通過(guò)克隆土豆，讓分析變得更簡(jiǎn)單。
這些基因組序列是通過(guò)“純合子”克隆獲得的，所有不同版本的DNA都相同。把其結(jié)果與另一個(gè)遺傳變種“雜合”結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以突出它們之間的不同之處。資助該項(xiàng)目的英國(guó)馬鈴薯委員會(huì)的會(huì)長(zhǎng)艾倫·史蒂文森說(shuō)：“這項(xiàng)研究對(duì)英國(guó)土豆產(chǎn)業(yè)意義重大。這讓我們更好地了解了土豆是如何形成對(duì)抗病蟲(chóng)害的能力的，以及在缺少水分等重要因素時(shí)，它會(huì)有什么反應(yīng)。該產(chǎn)業(yè)必須清楚我們要從哪里開(kāi)始著手，利用這些知識(shí)繼續(xù)培育可以滿(mǎn)足消費(fèi)者要求的土豆新品種。” |
