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我國(guó)喜馬拉雅山區(qū)特有的苦蕎，能在海拔4600米以上的極端環(huán)境中生存，其秘密在于一類特殊的代謝物質(zhì)——黃酮類化合物。記者19日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院作物科學(xué)研究所研究員周美亮團(tuán)隊(duì)日前在《植物生物技術(shù)雜志》發(fā)表研究成果，首次系統(tǒng)解析了黃酮類物質(zhì)合成調(diào)控苦蕎適應(yīng)高海拔環(huán)境的分子機(jī)制，為作物抗逆育種提供了關(guān)鍵理論支撐。

高海拔地區(qū)強(qiáng)烈的紫外線B輻射是植物生存的主要挑戰(zhàn)之一。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，苦蕎等蕎麥屬植物通過(guò)積累蘆丁、異槲皮苷等黃酮類物質(zhì)，形成“天然防曬屏障”。這些代謝物不僅能直接吸收紫外線B，還可通過(guò)清除活性氧保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，顯著提升植物對(duì)高海拔環(huán)境的適應(yīng)性。

通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析，研究團(tuán)隊(duì)鎖定了調(diào)控黃酮合成的三大關(guān)鍵基因。“研究表明，這三個(gè)基因增強(qiáng)后的苦蕎材料，黃酮類代謝物含量提升30%—50%，且在紫外線B脅迫下根系伸長(zhǎng)抑制率降低40%，顯著優(yōu)于普通品種。研究進(jìn)一步鑒定到一個(gè)新型黃酮類物質(zhì)生物合成基因簇，該基因簇在栽培苦蕎與野生近緣種（如細(xì)柄野蕎麥）間存在顯著差異?！闭撐耐ㄓ嵶髡咧苊懒帘硎?。

研究發(fā)現(xiàn)，野生蕎麥的基因資源可為培育廣譜抗逆作物提供新思路?！霸撗芯筷U明了苦蕎適應(yīng)高海拔的分子機(jī)制，篩選出一批具有育種價(jià)值的基因標(biāo)記。通過(guò)精準(zhǔn)編輯這些基因，可快速培育兼具高黃酮類物質(zhì)含量與強(qiáng)紫外線B抗性的新品種。未來(lái)，我們計(jì)劃將這些基因模塊應(yīng)用于青稞、高粱等高原作物，構(gòu)建‘抗逆基因工具箱’?！敝苊懒帘硎?。

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所供圖）