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根菜类作物栽培研究的新成果

发布人:  发布时间:2022年11月11日 10:10:08  浏览量:

经济作物一般具有栽培技术高、市场商品率高和获利价值高等特点,同时具有较明显的地域性差别,具有较严格的自然条件要求,宜于集中成片栽培和专门化生产,其产品大多用作工业原料。广义的经济作物,也包括各类园艺作物。这样,除了粮食作物以外的其他种植业产品,几乎都可以囊括在经济作物之内。本世纪以来,各国学者在园艺作物栽培研究领域,投入了大量时间和精力,考察对象涉及蔬菜、花卉、瓜类和果品等各个方面及主要种属,探索的重点是对其主要品种进行基因组测序,并以此为依据开展深入的相关剖析,从而揭示其营养价值、特殊风味和保健功能以及它们形成的分子机制,揭示导致根、茎、叶、花和果实形态变异的关键基因,揭示染色体遗传结构以及丰富的种质资源多样性,从而为园艺作物的品质改良和分子育种奠定基础。在经济作物栽培其他方面的研究,主要集中于纤维作物的棉花、蚕桑、黄麻、苎麻,油料作物的花生、油菜、向日葵、亚麻、芝麻、蓖麻、油橄榄树、油棕榈和油桐树,糖料作物的甘蔗和甜菜,饮料作物茶叶、咖啡和可可,嗜好作物的烟草、大麻和罂粟,药用作物的青蒿、人参、灵芝、铁皮石斛、延胡索、红豆杉、甘草、常山、射干、甜叶菊、雷公藤和藏红花色水芹等。此外,还对藻类、牧草与竹子,以及杨树、冷杉、柚木和橡胶树等做过一些研究。


根菜类作物栽培研究的新成果

(一)探索萝卜栽培的新信息

萝卜基因组测序研究的新进展

萝卜基因组主要部分获得解读。2014518日,日本东北大学、岩手大学和上总DNA研究所专家组成的研究团队,在英国科学杂志《DNA研究》网络版上发表研究报告说,他们成功解读了萝卜基因组的主要部分。这项研究成果,将有助于调整萝卜的味道和颜色等,从而培育出新品种。

萝卜是日本栽培面积最大的一种蔬菜。虽然是一种非常普通的食物,但由于其基因组十分复杂,所以解读工作一直滞后。该研究团队对日本广泛销售的绿头萝卜进行研究。这种萝卜长叶子的一端呈淡绿色,水分多且口感甜,辣味较轻。研究人员通过相关数据对照分析后,明确了绿头萝卜约有5.3亿个碱基对,并发现了约6.2万个基因。此外,研究团队还确定绿头萝卜、樱岛萝卜等8个品种的萝卜体内,决定相互差异的不同碱基序列。

研究人员说,目前开发抗病害能力强的新品种萝卜需要510年时间,而利用此次成果,开发速度将出现飞跃性提高,将来还有可能开发出集各种萝卜优良特征于一身的新品种。

(二)探索胡萝卜栽培的新信息

1.优质胡萝卜品种培育的新进展

培育出更有利于钙吸收的胡萝卜品种。20085月,德克萨斯州贝勒医学院,肯德尔·赫尔斯奇教授等人组成的一个研究小组,在美国《国家科学院学报》发表论文表示,他们已经培育出一种转基因胡萝卜,可以利用它快速补钙。他们希望将这种蔬菜添加到饮食中,能帮助预防骨质疏松症等缺钙引起的疾病。

研究结果显示,吃了这种新胡萝卜的人,比食用普通胡萝卜者,吸收的钙多41%。目前,这种富含钙的蔬菜,仍需进行大量安全试验。赫尔斯奇说,这些胡萝卜在密切监控的可控环境中生长。但在这种胡萝卜上市之前,还需要进行更多的研究。

但科学家希望,他们的胡萝卜最终能为补充足量的矿物质,提供一种更健康的方式。乳制品是补充钙的首要饮食来源,但有些人对乳制品过敏,有些人则被告知不要喝太多的奶,因为奶里的脂肪含量较高。对此,科学家想出了妙招,即改变胡萝卜里的一种基因,这样做,可以让胡萝卜里面的钙,更易穿过表皮细胞膜被人体吸收。

2.胡萝卜基因组测序研究的新进展

发表首个完整的胡萝卜基因组。201659日,来自美国威斯康星大学麦迪逊分校、美国农业部、中国深圳华大基因,以及意大利、西班牙、阿根廷、土耳其、波兰等处21位专家组成的国际研究团队,在《自然·遗传学》杂志网络版上发表论文,公布了胡萝卜中产生类胡萝卜素的基因,类胡萝卜素是维生素A、以及使一些水果蔬菜呈现明亮橙色或红色色素的一个重要来源。

类胡萝卜素这个明星基因被命名为DCAR_032551,出现在第一个完整的胡萝卜基因组解码中。这项研究指出:维生素A缺乏症,是全球的一个卫生挑战。丰富的类胡萝卜素,使胡萝卜成为人类饮食中维生素A的一个重要来源。类胡萝卜素首次在胡萝卜中被发现(因此得名),但在新统计的32115个蔬菜基因中,哪个基因主要负责它的形成,仍然是一个谜。

胡萝卜现在归入大约十几种蔬菜的一个小组,它们包括土豆、黄瓜、番茄和辣椒,其基因组已经测序完成。研究人员说,一旦揭开胡萝卜的遗传学秘密,我们就能很容易地提高其他物种的抗病力和营养价值。在发现控制类胡萝卜素积累的机制后,我们也许可以通过基因编辑,将其导入其他主要根菜类蔬菜中,如木薯,原产于南美洲,广泛种植于非洲。

菠菜和豌豆等蔬菜的生长强劲,但是当谈到促进健康的效用时,它们很难比得上胡萝卜。胡萝卜富含β-胡萝卜素,身体可以将这种天然的化学物质,转化成维生素A。橙色的颜色越深,β-胡萝卜素就越多。维生素A对于正常生长和发育、免疫系统的正常运行以及视力,都是至关重要的。类胡萝卜素也是抗氧化剂,被认为能够通过中和某些所谓的自由基,预防心脏病和一些形式的癌症,自由基是单个氧原子,能破坏细胞。

通过回顾植物的谱系图,科学家已经能够确定,在大约1.13亿年前胡萝卜与葡萄进化枝分开,在之后大约1000万年,与猕猴桃进化枝分离,当时恐龙还在地球上称霸。胡萝卜最初是白色的,其野生祖先可能来自于中亚。在过去的40年里,胡萝卜的全球作物产量翻了两番,今天在世界各地被广泛食用。目前,在国际市场上还没有转基因胡萝卜。