每周科技串講丨將營養品質“非一般”的玉米端上餐桌
農產品從產量增長到品質提升,早已是一個世界范圍的共識。玉米是我國的三大主糧之一,中國玉米品種改良事業取得了顯著成就,但改良之路并未由此停止,玉米身上還蘊藏著更多的價值和可能性。2002年,中國農業大學教授李建生,將目光聚焦到提升玉米品質上。
李建生教授與其團隊成員深入實驗田野,經過14年的辛勤研究,他們完成了科研項目《玉米重要營養品質優良基因發掘與分子育種應用》,該項目榮獲2016年度國家技術發明獎二等獎。
創制高營養玉米
李建生的項目團隊,堅守的初心就是要培育出一批營養品質“非一般”的玉米。玉米籽粒中的維生素A原、維生素E是對人類健康和動物生長發育有益的重要營養元素。如何將這些優勢放大,讓其成為美味又健康的糧食呢?
為了創造出營養更加豐富的玉米品種,李建生團隊巧妙地將生物技術與傳統育種技術相結合。他們有針對性地研究了玉米籽粒中的維生素A原和維生素E等重要性狀,通過高密度分子標記成功克隆了控制這些營養性狀的基因。他們深入探究了這些基因的遺傳機制,開發了新型功能分子標記,最終將這些標記應用于分子育種。
在此過程中,他們成功克隆了多個影響玉米籽粒中維生素A原和維生素E含量及組分的基因,并設計了多個功能分子標記,通過與傳統育種技術相結合,培育出了多個高維生素A原和高維生素E的玉米新品種,為玉米品質育種開辟了嶄新的道路。
巧用分子育種 創制高油玉米
玉米油在百姓生活中的重要作用也不容忽視。玉米油中富含不飽和脂肪酸,它不僅是一種健康的食用油,還是高能量飼料的重要原料。李建生教授深知玉米油的價值,于是決定帶領團隊發揮技術優勢,繼續在玉米產油性狀的發掘領域深耕。
李建生教授團隊通過全基因組關聯分析,成功發現了影響總油份和脂肪酸組分及比例的72個基因,并首次提出“優良等位基因的累積是玉米油份提高的重要遺傳基礎”的理論,隨后挖掘了影響油份含量和組分的優良等位基因,并開發了6個功能分子標記。通過利用這些標記,成功將高油優良等位基因引入我國最廣泛種植的雜交玉米種類之一——“鄭單958”的兩個親本,不僅沒有改變籽粒產量,還將籽粒含油量提高了26.5%。這一成果為玉米油份的分子育種樹立了榜樣。
李建生教授及其團隊通過卓越的研究工作,使玉米成為了更富營養、更有益健康、口感更佳的高品質糧食。他們的努力為我國農產品的品質提升樹立了榜樣,為農業科技的發展貢獻了力量。在他們的努力下,玉米將繼續為中國人的餐桌增添豐富的滋味和營養。
文:四川大學博士 牛明澤
把關專家:祝葉華,科技導報社副編審、清華大學博士
編輯:陳雨薇(實習)