由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所開展的抗旱節(jié)水轉(zhuǎn)基因小麥新品種培育研究日前取得*新成果。該項目培育的轉(zhuǎn)基因小麥新品系水分利用效率提高15%以上、產(chǎn)量提高10%以上，具有較大的生產(chǎn)應(yīng)用潛力。
據(jù)項目負責(zé)人、中國農(nóng)科院作科所研究員馬有志介紹，植物抗旱性是由多基因控制的復(fù)雜性狀，常規(guī)育種難度大、周期較長，對多基因控制的復(fù)雜性狀的分子標記技術(shù)也尚未取得突破。通過提高一個對抗旱性起重要作用的調(diào)控基因DREB的表達，可以增強多個抗旱相關(guān)功能基因的表達，因此可以有效提高植物的抗旱性。
干旱缺水是我國小麥生產(chǎn)的重要限制因素，在河北、山東等小麥主產(chǎn)區(qū)尤為突出。如河北小麥用水占全省農(nóng)業(yè)總用水量的70%，水資源有效利用率只有40%左右。同時，現(xiàn)有高產(chǎn)品種對肥水要求較高，生產(chǎn)上急需在減少灌溉條件下高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種。
研究人員以我國抗旱小麥農(nóng)家種“小白麥”以及耐鹽大豆品種鐵豐8號為材料，在全基因組水平上系統(tǒng)分析了小麥、大豆基因組中存在的60多個DREB基因的表達特性，進一步通過基因轉(zhuǎn)化在小麥中鑒定其功能，獲得了2個具有重要利用價值的抗旱關(guān)鍵調(diào)控基因。
實驗結(jié)果表明，在濟麥19等小麥品種中過量表達DREB基因，轉(zhuǎn)基因小麥的抗旱節(jié)水能力顯著提高。在干旱脅迫條件下，與對照相比，轉(zhuǎn)基因小麥產(chǎn)量提高10%以上，水分利用效率提高15%以上。
研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將自主克隆的抗旱關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入到我國大面積推廣小麥品種濟麥19、濟麥22、石4185、邯6172等受體品種中，通過在河北、山東、山西等地多年多點田間鑒定，獲得了16個抗旱節(jié)水性顯著超受體親本、超區(qū)試對照品種的轉(zhuǎn)基因小麥新品系。