摘要：在最近的三项系列研究中，由CRAG Ana I . Cao-Delgado的CSIC研究员领导的一个团队在理解分子机制和改善高粱育种方面取得了重大进展。高粱是世界上第五大种植谷物，在干旱和半干旱地区尤为重要。这种谷物的重要性在于它在人类和动物营养的未来中的作用

高粱根分生组织区域显示细胞分裂。信用:CRAG

在最近的三项系列研究中，由CRAG Ana I . Cao-Delgado的CSIC研究员领导的一个团队在理解分子机制和改善高粱育种方面取得了重大进展。高粱是世界上第五大种植谷物，在干旱和半干旱地区尤为重要。这种谷物的重要性在于它在人类和动物营养的未来中的作用，为面临缺水的地区提供了一种可持续的替代方案。

在世界许多地方，包括非洲以外的地方，高粱越来越被认为是一种主食，因为高粱具有多种营养价值，而且能抵御恶劣的气候条件。在欧洲，高粱种植呈上升趋势，并被作为替代作物加以推广轮作，特别是在容易缺水的地区。

欧盟正在积极推广高粱种植，将其作为一种适应气候变化的作物，在过去十年中，高粱总产量增加了57%。尤其是法国，处于这一趋势的最前沿，去年有103，000公顷的土地用于种植高粱。与此同时，西班牙是欧洲高粱的主要进口国，主要用于动物饲料，但未来也有望成为人类的食物。

2020年，158，000吨进口到西班牙，因此在该领土上种植的增加可以减少对进口的依赖。作为参考，西班牙在过去6个月进口了30.3万吨大麦，成为第三大进口作物。

左边是该研究的第一作者Andrés Rico，右边是领导该研究的Ana I . Cao-Delgado。信用:CRAG

CRAG的研究工作是推进高粱科学的先锋，专注于进一步改善高粱对逆境的适应性，并提高其在实验室中的处理能力，以用于未来的育种过程。在过去的20年里，Ana I . Cao-Delgado领导的研究小组一直致力于这种谷物的研究，并获得了许多资助，包括来自欧洲研究委员会(ERC)的ERC PoC。在过去的六个月里，该小组发表了三篇对该领域非常重要的科学文章。

在发表在《植物生物技术杂志》上的这三项研究中的第一项研究中，研究小组确定了蛋白质高粱二色油菜素类固醇受体SbBRI1的突变，通过改变苯丙素代谢赋予了耐旱性。这一发现突出了提高高粱抗旱性的分子机制，这是适应气候变化的农业的一个关键特征。

第二项工作发表在《植物杂志》上，详细介绍了高粱生物技术的重大进展:一种使用三元载体系统结合形态发生调节剂的高效高粱转化方法。以前的工具和方法不足以有效地研究某些高粱品种，这对科学家和育种者构成了重大挑战。这一新方案通过使用根癌农杆菌进行高效转化解决了这一问题，并使基因编辑等新育种技术的应用能够加速作物改良。

该技术提供了一种有用的工具，用于产生和研究在转化顽拗性高粱(对遗传转化有抗性的品种)中具有非常高效率的感兴趣的突变体，转化效率达到两倍的增加。

高粱植物。信用:CRAG

这两项研究的主要作者Juan B. Fontanet-Manzaneque强调了高粱种植中这些突破的意义:“我们的目标是不仅为高粱社区提供尖端的分子工具来加速高粱育种，还提供一些对开发抗旱作物至关重要的关键目标基因。”

发表在杂志上的第三项研究新植物学家描述了SbBRI1在根发育中的作用，特别是在分生组织区域，将BRI1与细胞壁代谢联系起来，并证明了高粱SbBRI1蛋白在植物生长和发育中起着功能保守的作用。根的发育对植物的整体生长和健康至关重要，并在植物如何应对环境压力中发挥作用。

该研究的第一作者安德烈斯·里科·梅迪纳(Andrés Rico-Medina)强调了实现的技术:“我们修改了在模式植物如拟南芥中使用的染色和成像协议，以用于高粱的研究。”

他还指出，“这种适应有助于弥合基于实验室的干旱研究和更农学背景之间的差距，从而促进这些科学进步的实际应用。”

高粱越来越被视为适应气候变化的重要作物，因为它耐高温和耐旱，特别是与玉米相比，玉米是欧洲种植最广泛的谷物，非常容易受到水分胁迫的影响。研究表明，由于气候变化，高粱在欧洲的重要性预计会增加。

此外，在西班牙扩大高粱种植可以为农民创造新的经济机会，减少对进口的依赖，促进当地农业生产。在加泰罗尼亚，2023年生产了超过10万吨高粱，其中90%以上用于动物饲料。

此外，高粱是一种天然无麸质谷物，这是食品工业中一个特别重要的特性。其适应性和高营养价值使其成为改善粮食安全的关键作物。人类消费对高粱的需求不断增长，2024年需求将增长6%左右，这凸显了高粱改善营养的潜力，特别是在研究导致高粱新品种的时候。

该小组的负责人ana I . Cao-Delgado说:“这项研究为CRAG提供了一个重要的机会，以建立技术转让项目，鼓励公私合作，并突出我们研究人员的出色工作。”

CRAG研究人员的这三项科学进步不仅为更可持续和多产铺平了道路高粱也标志着在应对全球粮食安全和营养挑战方面迈出了关键的一步。此外，这一发现与其他重要作物如玉米、小麦和水稻相关，因为它们也含有油菜素类固醇信号通路。这为气候智能型农业创造了机会，提供了更具弹性和可持续性的品种。

来源：心中那一沫阳光