以色列海法大學研究學者們解開了抗旱小麥植物的基因關鍵
歸功於以色列海法大學與美國加州大學戴維斯分校合作的新基因研究結果，未來將能夠更容易地在乾旱氣候條件下種植小麥，藉此滿足製作麵包來餵飽飢餓人口的需求。
一個由國際科學家所組成的研究團隊發現，在特定基因組滿足適當複製數量情況下，其將可以刺激更長的根部生長，使小麥作物能夠往更深層汲取水分。
根據該團隊近日發表於知名期刊 Nature Communications 上的文章 《 利用 12-氧代植物二烯酸還原酶基因濃度差異調控小麥根部生長 Dosage differences in 12-oxophytodienoate reductase genes modulate wheat root growth》 結果顯示，經調控後產生的小麥植物具有更多生物量且能產生較高穀物產量。
◾研究人員擁有能夠修改小麥植株的新工具
本篇論文的第一作者隸屬於加州大學戴維斯分校植物科學系博士後研究員 Gilad Gabay 表示，這個研究提供了修改小麥根系結構來增加抵抗乾燥氣候環境的新穎工具。
『根部在植物中有著舉足輕重的作用，根部吸收水分與養分來支持植物生長。這一個研究提供一個利用工程設計角度來調控根部系統，藉此提升小麥於乾旱環境下生產量的工具。』
他補充說：『有鑒於小麥對於全球人口的重要性，加上地球暖化日趨嚴重，此研究是非常重要的發現，因為這個工具能夠讓小麥在更廣泛的氣候條件下生長。』
近年來許多研究著重在提高小麥產量，但水分流失所造成的產量損失抹除了其它研究進展。能夠適應低含水量且增加產量的作物，將會是在面臨全球持續暖化情況下，還能夠為不斷增長的人口持續提供足夠糧食的關鍵。
◾發現 OPRIII 基因家族
截至目前為止，人們對於小麥根部結構的基因所知甚少。Gabay 所屬實驗室負責人 Jorge Dubcovsky 教授表示：『OPRIII 基因家族以及其在不同複製情況下會影響根部長度是一個重大發現。OPRIII 基因複製會導致被稱為茉莉酸 (jasmonic acid) 的植物賀爾蒙增加，進一步加速側根產生。這些基因在不同濃度下會產生不同的根部系統。』
為了得到更長的根部，此研究團隊使用了 CRISPR 基因編輯技術來剪除一些會在根系較短的小麥品種中複製的 OPRIII 基因。相較之下，增加這些 OPRIII 基因的複製則會出現更短且更多的根部分枝現象，但插入會導致 OPRIII 基因量減少的黑麥染色體 (rye chromosome) 則會導致更長的根部。
Gabay 隨後解釋：『藉由微調 OPRIII 基因劑量將可以讓我們設計出適應乾旱、正常環境與其它不同環境的根系系統。』
了解正確的基因組合將能夠幫助研究人員尋找到具有自然變異特性的小麥品種，並且能夠進行培育，藉此來提供需要在缺水環境下種植的耕作者。
截至目前為止，大多數西方國家的法規並不允許透過人工改變基因的方式來進行遺傳改良。但在這個限制下，科學家們還是能夠使用現有的自然混種來進行改良。
資料來源：
https://www.jpost.com/business-and-innovation/tech-and-start-ups/article-732757
