日本东京农工大学的大川泰一郎教授等人组成的研究团队从日本特有的水稻品种中发现了可以增强稻杆强度的新基因组区域。受全球变暖影响,台风规模增强的风险升高。如果能开发出一种即使遭遇大型台风也不容易倒伏的水稻新品种,将有助于稳定水稻的产量。
有助于开发抗大型台风的水稻(图片由东京农工大学的大川教授提供)
日本各地种植的水稻品种繁多。通过品种改良培育的“越光米”等是目前的主流品种,也有“红米”等古代稻米品种。
水稻因台风或暴雨等而发生倒伏,会导致品质、口味和产量的下降。作为倒伏对策,过去一直朝着缩短稻杆高度的方向改良品种。但随着大型台风接二连三地到来,仅缩短稻杆高度已经难以防止倒伏。需要改良品种增强稻杆本身的强度。
东京农工大学与名古屋大学组成的研究团队从2018年开始,利用331种水稻全面推进探索稻杆粗细性质等的研究。在研究中发现,“宝满神田稻”等日本固有品种的稻杆往往比现代培育的品种更粗,强度也更高。
研究团队利用名为“全基因组关联分析”的方法,详细调查了各个品种基因组上的碱基序列的差异与稻杆的粗细和强度等之间的关系。发现在水稻的染色体中,2号染色体和3号染色体有能加粗稻杆或增强稻杆强度的特定基因组区域。
据介绍,此次确定的基因组区域尚未用于品种改良。反复进行了改良的现代水稻品种大部分都没有携带这个区域的突变,而日本特有品种携带该区域突变的比例较高。目前尚不清楚具体是哪种基因在影响稻杆的粗细等,今后将进一步详细调查。可以根据该基因组区域增强水稻的强度。
研究团队已开始利用确定的基因组区域进行水稻配种,在现代品种中结合特定的酒米品种进行了种植。具备优良特性的新品种诞生和普及通常需要10年左右的时间,研究团队计划尽快实现实用化。
日本近年来频繁发生大型台风和暴雨等自然灾害。有专家认为这与全球变暖有关,而且,如果全球变暖进一步加剧,海面温度等上升,会造成巨大破坏的“超级台风”抵达日本的风险将升高。抗倒伏的新水稻品种如果能普及,将有助于稳定产量。
大川教授表示,此次的研究成果也可以应用于玉米等其他谷物。
日文:落合修平,《日经产业新闻》 ,2021/08/30
中文:JST客观日本编辑部