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基因编辑精准调控大麦的芒长

来源:光明网2021-04-13 10:26

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  (作者:杨平 中国农业科学院作物科学研究所研究员)

  如芒在背、初露锋芒、光芒万丈、针尖对麦芒……这些耳熟能详的成语均与“芒”有关,二十四节气中夏天的第三个节气即为“芒种”。“芒”在我国文字和习俗中的频繁使用,侧面反映了五千年农耕文明对中华民族形成和发展的推动作用。

  芒是禾本科农作物结实后外稃延伸出的细刺,通常带有锯齿,带锯齿的芒可以减少小鸟啄食及防害虫啃食,也更容易粘在动物皮毛上使得农作物种子传播到更远的地方。芒未成熟时是绿色的,可以进行光合作用积累更多的营养物质,同等条件下具有长芒的麦穗灌浆时籽粒可以更为饱满。所以,在自然条件下有芒利于种群的繁衍和传播。

基因编辑精准调控大麦的芒长

基因编辑精准调控大麦的芒长

基因编辑精准调控大麦的芒长

  芒有长芒、短芒、钩芒、硬芒、软芒等多种类型,人们对农作物的驯化和育种更愿意选择硬芒变软、长芒变短甚至无芒的类型。比如,当今的水稻育成品种,均为无芒。

基因编辑精准调控大麦的芒长

基因编辑精准调控大麦的芒长

六棱长芒(左) 二棱有芒(右)

  大麦是世界第四大禾本科粮食作物,是唯一保留了长芒特性的主要农作物。长芒被认为可以增加产量,全球几乎所有的大麦品种均为长芒。

基因编辑精准调控大麦的芒长

  基因LKS2编码1个短节间家族转录因子,该基因的丢失或序列变异会导致芒长变短,为利用基因编辑技术精确控制芒长提供了靶标位点。

基因编辑精准调控大麦的芒长

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