Gibt es ein Geheimnis für die Samengröße? Wissenschaftler entdecken Schlüsselgen, das den Hirseertrag reguliert

Hirse ist eine spezielle Getreideart, die ihren Ursprung in meinem Land hat. Es ist dürreresistent und unfruchtbar. Es handelt sich um eine wichtige Nutzpflanze zur Verbesserung der Effizienz der marginalen Landnutzung in meinem Land und um eine aufstrebende Modellpflanze der Familie C4 Poaceae. Korngewicht und Korngröße sind wichtige Merkmale von Graspflanzen, die sich direkt auf den endgültigen Ertrag der Pflanzen auswirken. Die Entdeckung wichtiger Effektorte und Schlüsselgene, die für die Züchtung genutzt werden können, ist für die Erforschung der genetischen Grundlagen der Züchtung ertragreicher Nutzpflanzen von großer Bedeutung.

Kürzlich nutzte das Team für die Entdeckung und innovative Nutzung hervorragender Keimplasmaressourcen charakteristischer Nutzpflanzen vom Institut für Pflanzenbauwissenschaften der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften das Hirse-Modellsystem, um das Schlüsselgen SGD1 zur Regulierung des Kornertrags zu entdecken und analysierte dessen molekularen Mechanismus zur Regulierung der Kornentwicklung bei Getreide. Dadurch wurden eine theoretische Grundlage und genetische Ressourcen zur Steigerung des Getreideertrags geschaffen. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht.

Durch Positionsklonierung und Analyse von Hirsemutanten fand das Forschungsteam heraus, dass SGD1 eine Ubiquitinligase kodiert, die mit dem Brassinolid-Signalrezeptor interagieren kann, um die Stabilität des Signalwegs zu verbessern und dadurch die Zellgröße der Pflanze zu regulieren, was sich auf mehrere wichtige agronomische Merkmale der Hirse auswirkt, darunter Pflanzenhöhe, Korngewicht und Pflanzentyp. Der hervorragende Haplotyp dieses Gens kann den Ertrag einzelner Pflanzen und die Resistenz gegen die Hirsebräune deutlich verbessern, und SGD1 hat eine konservative Funktion bei der Regulierung des Kornertrags bei Getreidearten wie Reis, Weizen und Mais.

Identifizierung und Mechanismusanalyse des Schlüsselgens SGD1, das den Hirseertrag reguliert

Yin Weilun, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, sagte, die Forschung habe die Entwicklung von Hirse als Modellpflanze für die Genfunktionsforschung erheblich vorangetrieben und eine wichtige theoretische Grundlage sowie neue genetische Ressourcen für die Ertragssteigerung von Süßgräserpflanzen geliefert. Diese Errungenschaft, die eine wichtige theoretische Innovation und einen Anwendungswert in der landwirtschaftlichen Produktion darstellt, wird zu einem Meilenstein auf dem Gebiet der Grundlagenforschung zu Hirse und Getreide werden.

„Seit Jahrzehnten werden enorme Anstrengungen unternommen, um die Funktionen der Gene zu entdecken und zu untersuchen, die die Korngröße regulieren. Dennoch gibt es immer noch sehr wenige hervorragende genetische Ressourcen, die wirklich zur Sortenverbesserung genutzt werden können.“ Qian Qian, ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagte, dass diese Forschung die Vorteile der neuen Modellpflanze Hirse sowohl hinsichtlich der Produktionsanwendung als auch der Mechanismusanalyse ins Spiel gebracht und eine neue Plattform im Bereich der grundlegenden Pflanzenforschung geschaffen habe. Es wird sicherlich dazu beitragen, die nationale Ernährungssicherheit in Zukunft zu gewährleisten.

Ein Forscher am Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften/Chefwissenschaftler des China National Innovation Center der Syngenta Group ist davon überzeugt, dass die Entdeckung der neuen Hirse-Genressource SGD1 einen weiteren Durchbruch auf dem relevanten Gebiet darstellt. Es liefert eine wichtige theoretische Grundlage für die Verbesserung des Ertrags und der Stressresistenz von Hirse und anderen Nutzpflanzen und ist auch für Anwendungen in der landwirtschaftlichen Produktion von großer Bedeutung. (Lied Yajuan)