中新網(wǎng)北京3月24日電 (記者 孫自法)昔日荒蕪的鹽堿地，未來(lái)有望變成糧倉嗎？中國科學(xué)家最新完成的一項作物基因研究，給出了肯定的答案。

　　成果在《科學(xué)》《國家科學(xué)評論》發(fā)表

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所(中科院遺傳發(fā)育所)謝旗團隊與中國農業(yè)大學(xué)于菲菲團隊、華中農業(yè)大學(xué)歐陽(yáng)亦聃團隊聯(lián)合十家科研機構、高校、企業(yè)進(jìn)行合作研究，以耐鹽堿作物高粱為材料首次發(fā)現主效耐堿基因AT1并解析其作用機制，還通過(guò)鹽堿地大田實(shí)驗證明，該基因可顯著(zhù)提升高粱、水稻、玉米、小麥和谷子等作物在鹽堿地的產(chǎn)量，在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應用前景。

　　聯(lián)合國糧農組織調查數據顯示，截至2015年，全球有超過(guò)10億公頃鹽漬化土壤因鹽堿程度過(guò)高而不能被有效利用，其中鹽堿化土約占鹽漬化土壤的60%。業(yè)界專(zhuān)家預測，如果全球20%鹽堿地利用中國科學(xué)家最新破解的主效耐堿基因AT1，可每年為全球增產(chǎn)至少2.5億噸糧食，從而提高鹽堿地產(chǎn)能，助力保障全球糧食安全。

　　中國科學(xué)家完成的這項作物耐堿基因研究重要成果論文，北京時(shí)間3月24日分別在國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)和《國家科學(xué)評論》(National Science Review)在線(xiàn)發(fā)表。多位植物(作物)耐逆領(lǐng)域知名專(zhuān)家評價(jià)認為，該研究工作綜合多種前沿生物技術(shù)手段及在多種作物中揭示耐鹽堿的重大科學(xué)問(wèn)題；其遺傳學(xué)機制揭示了植物界基礎科學(xué)重大問(wèn)題，是科學(xué)重大發(fā)現；該研究涉及多種農作物，是農業(yè)生產(chǎn)重大突破。

　　AT1基因對主要糧食作物有效

　　謝旗研究員代表合作團隊介紹說(shuō)，鹽堿地分為鹽化土壤和鹽堿化土壤兩種主要類(lèi)型，目前全球在植物耐鹽研究方面方法較成熟且研究力量集中，已取得很多成果，但對于植物(作物)耐堿機制仍了解較少。

　　此次研究中，合作團隊首先通過(guò)全基因組大數據關(guān)聯(lián)分析耐鹽堿差異大的高粱資源，發(fā)現一個(gè)主效耐堿基因AT1，該基因與水稻的粒形調控基因GS3同源，并首次揭示出作物高抗鹽堿的分子機制。另外，他們還發(fā)現AT1的調控機制在主要糧食作物水稻、玉米、小麥及谷子中也很相似。

　　在實(shí)現重大理論突破基礎上，合作團隊對高粱進(jìn)行耐鹽堿育種改良，在寧夏平羅鹽堿地進(jìn)行的大田實(shí)驗表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%，全株生物量(青貯用)增加近30.5%。隨后進(jìn)一步將AT1/GS3基因用于改善主要禾本科作物水稻、谷子和玉米等的耐鹽堿性，在吉林大安鹽堿地不同作物年增產(chǎn)約22.4-27.8%，在寧夏平羅鹽堿地谷子增產(chǎn)19.5%。該團隊同時(shí)研究發(fā)現，AT1基因的改造也能顯著(zhù)增強玉米在鹽堿地的存活率。

　　耐鹽堿甜高粱品種已推廣50多萬(wàn)畝

　　謝旗研究員指出，為解決耐堿研究的材料選擇瓶頸問(wèn)題，本次研究采用起源于非洲中部貧瘠土地的高粱作為實(shí)驗材料，土壤鹽堿大跨度變化的環(huán)境，促使高粱通過(guò)進(jìn)化形成高度豐富的耐堿性遺傳資源。

　　近年來(lái)，他領(lǐng)導的研究組以高粱為主要研究材料，已取得系列重大突破，包括在國際上首次揭示鳥(niǎo)選擇性取食不同品種高粱的機理和高粱種子包殼程度的調控機制，利用基因編輯技術(shù)培育出全球第一個(gè)稻花香型高粱新品系。

　　謝旗透露，這些成果為高粱的分子育種奠定了基礎，其研究組目前已培育6個(gè)甜高粱國家登記品種，另有甜高粱及釀酒高粱品系正在審定。其中，所培育的耐鹽堿甜高粱品種在中國東部、北部及西部鹽堿地等貧瘠土地已推廣和種植50多萬(wàn)畝，為中國脫貧攻堅及鄉村振興做出重要貢獻。

　　他希望AT1基因研究成果后續能獲得更廣泛、更大規模的推廣應用，讓更多鹽堿地變成糧倉，更好造福中國和世界。

　　中科院遺傳發(fā)育所副所長(cháng)黃勛研究員表示，為進(jìn)一步構建鹽堿地循環(huán)農業(yè)新范式，該所20余個(gè)團隊依托山東東營(yíng)基地，圍繞抗鹽堿作物種質(zhì)資源收集、耐鹽分子解析和品種選育、鹽堿地栽培技術(shù)、鹽堿地循環(huán)農業(yè)新模式等開(kāi)展系統性研究工作，未來(lái)還將通過(guò)多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，突破鹽堿地綜合利用的重大科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為保障糧食安全做出新的更大貢獻。(完)