作科所揭示荞麦籽粒微量营养元素变异的遗传基础
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发布时间：2025-03-14
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3月13日，中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队领衔，解析了苦荞籽粒营养元素有关离子元素含量变异的遗传基础，鉴定到调控钠、锌等重要离子含量的关键遗传位点。相关研究成果发表在《先进科学（Advanced Science）》上。
苦荞起源于喜马拉雅地区，是我国干旱半干旱地区、高海拔冷凉地区的主要粮食作物和南方秋季填闲的重要经济作物。苦荞籽粒富含芦丁等黄酮类生物活性成分及镁、硒、锌等多种微量元素，在酸性土壤环境下具有较强的适应性。因此，解析苦荞籽粒离子元素变异遗传基础，有助于为荞麦品质和抗逆育种提供新思路。
研究团队通过全基因组关联分析，鉴定到与苦荞籽粒20种离子元素关联的遗传位点和离子转运蛋白基因。其中鉴定到铁、钙、锌等营养元素关联的18个遗传位点。功能验证发现，转运蛋白FtYPQ1具有锌转运活性，其过表达可使苦荞锌含量提升，并显著促进黄酮类化合物积累；钙离子ATP酶FtACA13通过促进钠离子外排，可提高苦荞的耐盐性。通过比较基因组学分析表明，在驯化过程中大部分参与离子转运的基因优异单倍型受到反向选择，这一发现揭示了野生苦荞比栽培苦荞品质更优良的遗传机制。该研究为优质、抗逆苦荞新品种培育奠定了理论基础。
作科所博士后王志荣，副研究员何毓琦，博士研究生赵梦雨等为论文的共同第一作者，作科所周美亮研究员和南京农业大学黄新元教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202412291
