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發行人:郭華仁
執行編輯:吳欣俞
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台灣大學農藝學系種子研究室

 

0187   2012-12-10  第四版     搜尋本網站     全國種苗商名錄

植物種苗電子報

                                                                                          

 

 

大豆抗病性的特殊基因結構

 
  科學家已確定了三個鄰近基因,讓大豆可以抵抗最具破壞性大豆病害。這些基因在一條染色體上並列存在,但只有在經過好幾次複製後才能展現其抗性。

  美國威斯康星 - 麥迪大學植物病理學教授 Andrew Bent說,大豆孢囊線蟲是大豆最重大的病害,會全球性且年復一年地減損產量。世界人口由60億變成90億時,我們若要養活大家,大豆會是最重要蛋白質及食用油的來源。

  線蟲是難纏的對手,在土壤中能存活好幾年,可以殺死它的化學物質卻具有持久的重毒性。種植有Rhg1基因結構的大豆,是抵禦胞囊線蟲的首選,目前在全球大豆種植上使用。

  截至目前為止,科學家對於Rhg1如何運作了解甚少。<科學>期刊新公布的研究中,Bent、研究生David Cook與他的合作夥伴包括伊利諾伊大學的Matthew Hudson指出 Rhg1實際上含有三個基因,合作起來可提供線蟲抗性。雖然Rhg1的單一複製無法讓植物具有抗性,但植株若具有這三基結構的十個複製體,就可以在線蟲感染的田間中生長良好。

  除了這個事實外,該新發現值得關注的幾個原因是,Rhg1可以抑制一種病害,該病害每年造成美國大豆產量10億美元的損失。在細菌及真菌中是常見好幾個相互比鄰的基因,全都控制著相同的性狀,但在高等多細胞生物中,卻是非常罕見的。

  再者,即使過去曾經發現一段DNA的重複出現,導致「多重複製」的現象,但本研究指出讓基因能有確切表現的就是這多重複製。

  最後,多重複製涉及三個基因而非單獨一個基因。Bent說,我們知道基因會進行複製,但在這麼小的區塊中進行如此多次的複製,是非常不尋常的,這是一個奇特的結構。

  有許多細節仍待釐清,其中包括這三個基因究竟如何對抗線蟲。因為其中兩個基因參與細胞內與細胞間的化學物質運輸。Bent說,顯而易見的理論是,植物運送一些不同的東西。但我們不清楚這是不是一個對線蟲有毒的化合物,或是線蟲需要的物質。我們不能假定植物對線蟲有毒,它或許是中斷植物與寄生物的共生機制,不給植物的化學物質。

  顯然是大量的三倍基因讓植物具有抗性。他們證明抗性是來自這三個基因的大量表現,而非基因中的突變,事實上當這些基因產出有更多的產物時,抗性就出現。

  確認抗性所需的基因,有助於幫助植物育種家快速辨識出抗性植物,加速培育出具有較強線蟲抗性的大豆。生物技術學家現在可以運用這三個基因,達到更好的線蟲抗性。

  Bent更進一步指出,多重基因複製的現象相當普遍,因此發現一串基因的複製具有單一功能這件事或許不會僅是單一特例。這只是冰山一角嗎?還有許多我們不知道的嗎?

  當基因定序變得更便宜且快速時,人們會發現這些複製變異會比想像的更加常見,尤其在植物中。作者們提出了具體例子,一串重複變異中具有好幾個活躍的基因,導致一個有用的性狀。
 

資料來源:http://www.news.wisc.edu/21153

 

 

 

非洲農民已能夠選擇所需的種子

  
  非洲作物改良中心(ACCI)的重大目標是一項隸屬於南非夸祖魯納塔大學(UKZN)的植物育種計畫,由植物病理教授Mark Laing所引領。該大學位於彼得馬里茨堡。Laing說,這個構想是以科學的架構進行調查,詢問農民要的是什麼。在分析過農民的答覆後,就可以找出他們對作物需要有什麼關鍵性狀,進一步要讓博士學生幫助農民選擇擁有最佳風味、顏色、外觀等的最佳植物。農民可以很容易的接受這些新的作物品種,畢竟這是他們所選擇的。這個立足於傳統植物育種方法的品種開發概念,從ACCI在2002年成立以來就存在。
  
  開始時,外界認為ACCI計劃註定失敗;如此雄心勃勃的計劃是不可能達成的。但由資深植物育種家所組成的團隊,教育並督導學生,其運作比想像中還要好。所有ACCI的畢業生全數留在非洲,大多留在自己的家鄉的國家農業研究機構,致力於食用作物的改良。

  由於這個計畫如此的成功,Laing教授與ACCI在最近坦尚尼亞Arusha舉行的會議中,榮獲非洲綠色革命論壇(AGRA) 的Mr Kofi Anan主席獎。該次會議由先進國家組織的重量級人物所支持,包括Melinda and Gates基金會的Melinda Gates、洛克斐樂基金會的Gary Toennissen醫學博士、坦桑尼亞MJM Kikwete總統、以及非洲發展新夥伴關係(NEPAD)主席I.A. Mayake博士等。

  來自14國家的42位學生得到博士學位。在西非的姊妹組織WACCI在平行計畫中,培訓出另外58位植物育種家,目前38位學生致力於自己國家特有的植物,分別如小米、高粱、非洲稻、木薯、番薯及衣索比亞畫眉草等,總計17項。在學生畢業後,AGRA的de Vries博士仍持續資助,讓他們可以繼續他們的博士育種計畫,以推出更多的新作物品種、品系及雜交種。

進一步消息可聯繫Mark D. Laing教授。

夸祖魯納塔大學,
農業工程與科學學院,
農業,地球與環境科學學院,
非洲作物改良中心主任,
植物病理學教授兼系主任。
Email - laing@ukzn.ac.za
Skype - marklaing2005

 

資料來源:PLANT BREEDING NEWS, Edition 240, 2012/11月