植物研究取得突破：大麦育种新见解！

植物研究取得突破：大麦育种新见解！

杜塞尔多夫海因里希海涅大学 (HHU) 的生物学家在草花结构的研究方面取得了重大进展。这些创新可以在提高农业生产方面发挥关键作用。在专业杂志的一篇中 自然通讯 在发表的研究中，科学家们发现了一种控制草（包括大麦）花序生长的特定肽和受体。

这些草有多种花序形式，大麦的特点是花序较简单，花序在短轴上形成颗粒，即“小穗轴”。这些研究的结论是，花序的形状在植物发育早期由分生组织的大小、位置和寿命决定。现在已经发现了调节大麦中某些分生组织活性的信号通路。

肽和受体的影响

由小轴细胞分泌的肽 HvFCP1 在此过程中发挥着核心作用。它与受体 HvCLV1 相互作用来控制分生组织生长。 Jürgen Schmid 教授和他的团队发现，HvFCP1 或 HvCLV1 基因突变会导致花序和花序轴变大，从而导致一朵花序轴产生多朵花和多粒籽粒。有趣的是，这些突变体在结构上与小麦花序相似。

这项研究的结果为基于基因组编辑的新育种方法奠定了基础，从而可以更快地生产高产植物品种。这项工作是“谷物干细胞系统”（CSCS）项目的一部分，该项目由德国研究基金会和 HHU 植物研究 CEPLAS 卓越集群资助。

关于耳朵形成的其他研究结果

与此同时，由 IPK-莱布尼茨研究所领导的一个国际研究小组报告了大麦穗形成的机制。结果发表于 现代生物学 ，表明分生组织活性和分化是花序结构的关键因素。一种称为大麦穗 flo.a 的特殊突变体的表征证实了基因 HvALOG1 在穗分生组织和花器官之间边界形成的调节中起着至关重要的作用。

HvALOG1 的突变不仅会导致额外的小穗形成，还会导致花器官的融合。与小麦相比，这些发现很重要，因为在一项平行研究中对小麦基因 ALOG-1 及其功能的鉴定表明了这些研究领域之间的相互联系有多么紧密。

技术育种的影响

上述研究说明了植物育种的长期发展，几十年来植物育种一直在寻找增加遗传变异的方法。虽然具有理想性状的新植物品种的选择传统上受到自然遗传变化的限制，但突变育种等新技术提供了有希望的进展。自 20 世纪 50 年代以来，育种者使用电离辐射和化学物质等方法引入基因改造。

突变育种被认为是常规育种方法，不受基因工程法的约束。这些方法成功培育了农作物，在粮农组织/国际原子能机构联合数据库中列出了 3,000 多个与 X 射线或伽马射线相关的突变品种。一些成功品种的例子是：

• Gerstensorte „Golden Promise“ (hoher Ertrag, verbesserte Mälzung)
• Hartweizen (für Brot und Pasta)
• Krankheitsresistente japanische Birne
• Dunkelrosa Grapefruit
• Halbzwergiger Reis
• Krankheitsresistente Bohne
• Erdnüsse mit festeren Schalen
• Sorten von Erbsen, Baumwolle, Pfefferminze, Sonnenblumen, Grapefruit, Sesam, Bananen, Maniok und Sorghum.

植物研究的这些成功发展与当前花卉结构的研究直接相关，这不仅引起了科学兴趣，而且还可能对未来的农业产生重要影响。