有营养的小米作物可以通过遗传改良用于大规模农业

主要在西非种植的有营养的小米作物可以通过遗传改良，以用于沙特阿拉伯的大规模农业。通过使用非洲小米的基因组信息，可以改善其在干旱干旱的沙特阿拉伯土地上的生长。丰尼奥(Fonio)已经很好地适应了这种环境，但是没有像小麦，水稻和玉米等主要谷物作物那样驯化。基因靶向可以导致更高的产量和更大的谷物。

负责这项研究的KAUST植物科学家西蒙·克拉廷格(Simon Krattinger)说：“阿拉伯半岛有八千万人口，需要进口其90%的食物。” “由于缺乏淡水，土壤贫瘠和高温，该地区每天只能提供50%卡路里的主要谷类作物无法持续种植。”

Krattinger解释说：“ Fonio是一种神奇而又营养丰富的植物，可在土壤贫瘠的干燥和炎热地区壮成长。我们的长期目标是在保持其非凡性能的同时改善小米谷。”

KAUST的研究人员与一个国际科学家团队一起，对来自非洲的驯养和野生小米植物的基因组进行了分析，然后将它们与其他主要谷物作物的基因组进行了比较。

分析发现两个基因已被选择。这两个基因之一称为DeGs5-3A，与调节谷物宽度和重量的水稻基因非常相似。它显示出驯化的树完全丧失了多样性，这表明具有该活性基因的植物已被人工选择用于较大的籽粒。

已发现另一种称为DeSh1-9A的基因在某些驯化的驯化品种中发生了突变，与驯化的非洲水稻中的另一种突变相似。这种突变通过称为破碎的过程减少了种子的流失：这对野生品种有益，因为它确保了种子在环境中的扩散和自然种植，但降低了耕作作物的产量。

还发现已经在主要谷物作物中选择的其他基因变体在fonio中显示出野生植物样核苷酸序列。KAUST博士后迈克尔·阿布鲁克(Michael Abrouk)表示：“例如，通过基因组编辑来修饰这些基因，可以通过产生更大的种子而不会破坏种子来显着改善fonio。” “我们的下一个目标是生产一种既具有现代谷物的所有特性，又能保持耐旱性，快速成熟并能够在沙质土壤中生长的fonio品种。”

KAUST的植物科学家正在研究可在干旱环境中以可持续方式种植的农作物的种植方式。信贷：2020 KAUST

研究人员还确定了影响fonio整个非洲遗传多样性的因素。博士说：“适应气候变化并不是什么大惊喜。” 学生Hanin Ahmed。“在马里的萨赫勒地区种植的fonio品种需要与在多哥南部亚热带地区种植的品种具有不同的特性。” 然而，令人惊讶的是，fonio的遗传模式与非洲民族语言学群体之间的联系被确定。例如，从多哥北部和南部收集的木薯品种之间存在惊人的遗传差异。尽管部分与气候有关，但这种多样性也可能是由于文化差异造成的，该文化差异限制了两个地区农民之间的种子共享。

Krattinger说：“ Fonio是一种半驯化的作物，对农作方法有一定的适应性。” “对fonio的改良可能会导致一种新的谷物，它可以在干燥和炎热的环境中广泛且可持续地生长。”

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