几千年来,农民种植玉米品种,使作物最适合当地环境。2月6日在“自然遗传学”上发表的一项新研究分析了来自美洲35个国家的农民培育和培育的近4500个玉米品种 - 称为地方品种,确定了千余种可促进作物适应环境的基因。“这项研究提供了一个强大的基因目录,这些基因是促使玉米适应世界上不同的纬度和海拔所必需的”,美国农业部农业研究服务局和康奈尔基因多样性研究所兼职教授植物遗传育种专家爱德华·巴克勒说。“它需要一千个基因来调配植物生长的特定纬度和海拔。这就是我们研究中所提及的。“Buckler说。研究人员还确定了与开花时间相关的基因 - 从种植到开花,这是开发速度的度量。开花时间体现了植物整合环境信息以确定何时育种而不是长出更多叶子的基本机制。“开花时间是与其他所有性状最相关的特征,”Buckler说。该研究发现,一半以上与海拔相关的单核苷酸多态性(最基本的遗传变异)也与开花时间有关,可以发现这些性状具有高度的关联性。当前的技术,包括称为F-One关联映射(FOAM)的新的快速实验设计技术,允许研究人员使用不同玉米品种的集合来确定哪些基因对于适应环境是重要的。
“随着下个世纪的全球气候变化,我们可以直接利用这些信息来确定什么基因是重要的”,大大加快了玉米的育种工作,Buckler说。 “我们利用农民在过去一万年的智慧来培育未来世纪的玉米品种。国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)的分子遗传学家Sarah Hearne和一位玉米种子发现领域的首席科学家,也是本文的重要作者。 J. Alberto Romero Navarro,植物育种和遗传学博士生是本文的第一作者。国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)的Hearne和同事构思了该项目,主导了该项目的实施,并指挥了现场试验,而Romero,Buckler和康奈尔大学的同事们则领导了基因数据的分析。
该研究得到墨西哥农业、畜牧、农村发展、渔业和食品部的传统农业可持续发展的现代化计划的支持。来自美国农业部农业研究局,康奈尔大学和国家科学基金会的额外支持促进了数据分析的完成。