由于气候变化和水资源短缺问题日益严重,高粱正成为美国需水作物的有力替代品,同时也是应对国际粮食安全问题的重要选择。高粱起源于热带,许多热带高粱只有在白天时长较短的条件下才会开花,而在温带地区,白天时长短但气温较低,导致高粱产量降低。因此,美国和其他温带地区培育高粱新品种的研究工作十分具有挑战性。
为了开发新的遗传资源,培育出产量更高且对病虫害有更高抗性的高粱品种,美国农业部农业研究局(USDA-ARS)植物遗传学家罗伯特·R·克莱因(Robert R. Klein)及其研究团队从乔治亚州格里芬的植物遗传资源保护所(Plant Genetic Resources Conservation Unit)挑选新的高粱品系用于杂交育种。最终被挑选出的高粱品系来自于非洲的高粱原产地中心,在苏丹和埃塞俄比亚等国种植时以产量可观闻名。为了使该品系在温带地区也能大量繁殖,研究人员使用分子和传统育种技术将高挺、后开花的热带高粱作物培育成更快成熟的品系,并改良了谷粒产量性状。最终,经过几十年的研究,具有优良性状的高粱新品种被培育出来,且从德克萨斯到南达科他的14个州的广大土地都适合种植。预计2016年美国新高梁品种作物估值将达到19亿美元。
这项研究成果已发表在国际期刊《植物登记杂志》(Journal of Plant Registrations)。该研究成果不仅预示着高粱作为一种经济作物,在未来提升粮食产量方面将有较大的发展潜力;也有力证明了格里芬植物遗传资源保护所在收集、保存来自世界各地的高粱品系方面的工作具有重大价值和意义。正如参与本项研究的科学家所说,如果USDA-ARS没有收集、保存不同的高粱品系,这项工作不可能完成。
(编译 李楠)