类似大海捞针的小麦育种和分子遗传学

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加拿大
2014年4月22日

在位于萨斯喀彻温省Swift Current市的加拿大农业与农业食品（Agriculture and Agri-Food Canada, AAFC）组织的半干旱草原研究中心（Semiarid Prairie Research Center，SPARC）， Ron Knox博士和一组科学家正在使用遗传标记来提高育种计划的效率，从而研发小麦新品系。

AAFC的分子遗传学家Knox博士说：“在一个生物体中定位一个基因比在大海捞针还难。”

小麦拥有170亿个核苷酸碱基，约为不列颠百科全书中字符数的50倍和人类基因组中的碱基对的5倍。

发现一个基因需要学家们查看DNA上的每一个核苷酸，这需要先进的设备和计算机技术协同工作才行。识别一个基因往往花费数年时间。

通过各种合作伙伴关系，AAFC的协同合作将昆虫学家、病理学家、小麦育种专家、粮食品质专家和分子生物学家（像Know博士）等组织起来进行小麦研究。利用分子遗传学使他们能够研发新的小麦品种，以适应日益复杂的市场需求和不断变化的环境风险。

一些例子

最近，Knox博士和他的同事们研发小麦新品系，具有抗橙色小麦红吸浆虫谷粒害虫（orange wheat blossom midge cereal pest）。AAFC研究人员已经研发出第一个耐吸浆虫的硬质小麦。这种耐吸浆虫的性状来自于单一基因，Sm1。遭受吸浆虫吸食硬粒小麦的籽粒时，该基因会导致多种天然存在的酸的水平升高，进而导致幼虫停止吸食直至死掉。由于橙麦红吸浆虫继续向西部扩展，具有耐吸浆虫性状的小麦品系的价值越来越重要。

另一个应用分子生物学的另一个例子：育种人员确定了低铬累积水平的小麦品系。当出口法规改变，以应对高镉含量的硬粒小麦的问题，Knox博士和他的同事们利用遗传标记技术加快了低镉含量小麦品种的研发。通过合作研究，发现了一个单一的显性基因可以降低镉含量到原来的一半。含有该基因的硬粒小麦的镉含量降低到了国际限值以下。

像Knox博士一样的科学家还利用DNA标记技术提高品种对各种病害，如小麦赤霉病、锈病和腥黑穗病，同时确保籽粒品质与蛋白质水平维持不变。

欲了解更多关于小麦DNA分子标记的信息，请使用下面的联系信息。

Agriculture and Agri-Food Canada媒体部的联系信息：
Ottawa, Ontario
1-866-345-7972

Ron Knox博士的联系信息：
Semiarid Prairie Agricultural Research Centre
Swift Current, SK
306-778-7262
ron.knox@agr.gc.ca