来自古老和外来品种的新遗传变异可用于环境友好型小麦栽培

世界各地的基因库对保护生物多样性作出了重要贡献。仅在IPK莱布尼茨研究所的联邦迁地基因库中，就保存了超过15万个古老的基因品种。除了负面性状，古老的外来品种拥有许多有价值的基因变异，这些基因变异在现代品种中已经丢失，但对未来的植物生产可能至关重要。但是，如何将这宝贵的生物多样性宝藏用于农业呢?这是IPK领导的一个研究小组一直在研究的问题。通过一种涉及植物育种家、植物遗传学家、植物病理学家和生物信息学家的跨学科方法，他们成功地从老品种中检测出新的生物多样性，以提高产量和抗黄锈病的能力，以便将其用于作物生产。研究结果发表在《自然遗传学》杂志上。

　　

   

   

图片:除了近9000种冬小麦，科学家们还在试验田种植了优秀品种，并调查了抗黄锈病等性状。    

由于联邦教育和研究部6年来对这项工作的持续资助，IPK莱布尼茨研究所收集的大量老小麦品种的产量性能和抗黄锈病能力得以在实验室和田间试验中进行测试。这项研究的第一作者Albert Schulthess博士说:“这需要所有项目参与者的后勤策划和许多创新方法来评估老品种的潜力，而不产生破坏性影响。”例如，为了确定产量潜力，将老品种与改良的优良品种杂交。只有到那时，老品种的产量潜力才清晰可见。

这还不是全部:研究人员利用研究结果，通过将有前途的老品种与现有品种杂交，开发出小麦育种的桥系。“数量遗传学”研究小组的科学家Albert Schulthess博士说:“我们观察到，与当前重要的精英品种相比，一些桥接品系的产量更高。”该联盟的协调员和研究小组的负责人Jochen Reif教授相信，由于两家育种公司的参与，可以通过利用新的有价值的桥系遗传变异来增加精英库的生物多样性:“这对解决气候变化给农业带来的巨大问题非常重要。”

但这还不是全部。这项研究的结果使农业在减少或不使用农药方面迈出了一大步。Albert Schulthess博士说:“通过结合有价值的田间数据对新旧品种进行综合测序，我们能够识别出抗黄锈病的可能的新基因变体。”如果没有小麦基因组的解码，这是不可能的，IPK莱布尼茨研究所在其中发挥了主导作用。“利用我们在一些老品种中发现的新基因组区域，我们可以使小麦的免疫系统多样化，”Jochen Reif教授解释说。

然而，在新的抗性基因能够用于植物生产之前，仍有相当大的挑战需要克服。例如，必须对抗性基因进行验证，并将其纳入精英系的背景中。理想的情况是，与此同时还能对防御反应的性质有更深入的了解。这将使长期使用新的耐药性来源成为可能。Jochen Reif教授非常高兴，因为该项目的延期已得到积极的审查，并承诺为未来三年提供资金。