寻觅50年的大豆雄性不育基因找到了!

说到家乡的传统饮食,有一种食材肯定是必不可少的——大豆。无论是早晨的豆浆,饭食必备的食用油,美味的豆腐,还是营养的代餐辅食,都离不开它的身影。

大豆营养价值很高,有“豆中之王”“田中之肉”的美称,是数百种天然食物中最受营养学家推崇的食物,也是中国人餐桌上必不可少的食材。今天小农就来和大家一起聊聊大豆。

大豆的历史

大豆起源于中国,据记载,中国人吃豆已有五千余年的历史。

据汉代司马迁(公元前145-前93年)编著的《史记》之《五帝本纪》中写道:“炎帝欲侵陵诸侯,诸侯咸归轩辕。轩辕乃修德振兵,治五气,鞠五种,抚万民,庆四方。”郑玄曰:“五种,黍稷菽麦稻也。”由此可见轩辕黄帝时已种植菽。

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“中原有菽,庶民采之。”——《诗经·小雅·小宛》

文中的“菽”指的就是大豆,中国人食用大豆的历史悠久,食用方法也有许多。

相传,豆腐的故乡也在我国,是由淮南王刘安(前179年—前122年)所发明。迷恋炼丹以求长生不死的刘安,在今安徽省淮南市八公山与众方士炼丹时,无意间将卤水滴入豆浆中,遂诞生了人类历史上最早的豆腐。

刘安在制作过程中未曾将豆浆加热,是原始豆腐,其凝固性和口感都不如现在的豆腐。到宋代豆腐才成为重要的食品。豆腐造价低廉,制作简单,明清时期,即便是普通民众,也可经常食用。

大豆的营养有哪些?

大豆含有40%的蛋白质、20%的脂肪和其他多种营养物质。

大豆蛋白质含量是肉、蛋、鱼的2倍左右,且氨基酸组分合理,属于优质蛋白质,具有降胆固醇、抗肥胖、抑制动脉硬化、抑制血压上升、降低血糖等生理功能。

豆油不饱和脂肪酸含量高,抗氧化,抗衰老。

大豆含有卵磷脂,可除掉附着在血管壁上的胆固醇,防止血管硬化,预防心血管疾病,保护心脏;大豆中的卵磷脂还可阻止肝脏内积累过多脂肪,从而有效地防治因肥胖而引起的脂肪肝。

大豆中含有的可溶性纤维,既可通便,又能降低胆固醇含量。

大豆有多受欢迎?

据海关数据统计,2020年1-11月我国累计进口大豆9280万吨,同比增加17.5%,全年很可能突破1亿吨。

进口大豆主要用于榨油,满足食用植物油和豆粕饲料的需求。

国产大豆以食用为主,市场运行相对独立。据国家统计局数据,今年中国大豆产量392亿斤,比上年增加30亿斤。

中国人对大豆的需求量极大,那么有没有办法可以提高我国大豆亩产,提升大豆的经济效益呢?

半个世纪的寻觅

大豆生于槐。

出于泪石云山谷中,

九十日华,

六十日熟,

凡一百五十日成。

《神农书》——《八谷生长篇》

来自中国农业科学院作物科学研究所的孙石研究员告诉小农,大豆是典型的自花授粉作物,花器官小,人工杂交困难、效率低,不同地理来源品种常因花期不遇进一步限制了品种间的基因交流,导致大豆育成品种遗传基础狭窄,遗传改良进度缓慢。

构建轮回选择群体是拓宽作物品种遗传基础的有效方法。我国学者利用引进的雄性不育MS1突变体(ms1),成功构建了针对不同产区的轮回选择基础群体,并选育出大豆新品种。然而,由于迟迟未找到该基因在染色体上的准确位点,“等于不知道它长什么样”,无法建立高效的生物育种技术体系,严重限制了轮回选择育种的效率。

团队针对不育基因的特点,提出了公共对照池分子克隆策略,即利用已公开的大豆品种重测序数据作为公共对照池,以ms1雄性不育纯合材料构建突变池,通过高通量测序分析,定位了ms1基因位点;并通过CRISPR/Cas9技术,创制该基因编辑突变体,成功再现了ms1材料的雄性不育表型,从而有力证实了MS1基因突变导致ms1材料的雄性不育。

这是大豆雄性不育基因分子克隆和功能实证的首例报道,为提高大豆雄性不育ms1轮回选择群体的育种效率、利用基因编辑技术定向导入雄性不育性状、拓宽大豆品种的遗传基础提供了重要支撑。

大豆遗传育种界寻觅50年的雄性不育基因MS1已经被成功克隆出,也就代表着在不久的将来,专家团队会培育出更多高产稳产的大豆新品种,在有限的耕地中,种出更高的产量!

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