近日，英國(guó)基因組分析中心（TGAC）與阿伯瑞特威斯大學(xué)生物、環(huán)境和農(nóng)村環(huán)境科學(xué)學(xué)院（IBERS）合作，對(duì)紅三葉草進(jìn)行了DNA測(cè)序和組配，以幫助育種者改進(jìn)這種重要飼料作物的有益性狀。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—科學(xué)報(bào)告》雜志上。

    在從化石燃料里生產(chǎn)工業(yè)氮肥之前，紅三葉草和其他豆科植物在作物輪作、提高土壤肥力中是必不可少的。豆科植物通過(guò)吸收空氣中的氮?dú)鈦?lái)增加土壤硝態(tài)氮肥力、“招募”土壤細(xì)菌以提供幫助。這比等效的工業(yè)過(guò)程更環(huán)保。

    然而，工業(yè)氮肥的出現(xiàn)把紅三葉草打入了“冷宮”。不過(guò)現(xiàn)在，環(huán)境問(wèn)題和氣候變遷讓紅三葉草重新回到了聚光燈下。這就需要基因改良，以幫助提高其性能。

    和土壤改良同樣重要的是，紅三葉草另一主要效益即提供富含蛋白質(zhì)的飼料，促進(jìn)反芻動(dòng)物乳中的Ω-3脂肪酸。與白三葉草和其他豆類相比，紅三葉草具有較高的酶水平，能使其蛋白質(zhì)被更慢、更有效地消化，每一口營(yíng)養(yǎng)更豐富。

    然而，目前紅色三葉草只在兩三個(gè)季節(jié)生長(zhǎng)良好，且在放牧牲畜口下不能得到良好恢復(fù)。它也不適合傳統(tǒng)的作物育種實(shí)踐，如果同系繁育會(huì)嚴(yán)重喪失活力和肥力。

    TGAC和IBERS正在進(jìn)行的一個(gè)項(xiàng)目是，利用收集到的不同自然系的紅三葉草選育更耐放牧的新的優(yōu)良品種，從而使其更持久。

    對(duì)于育種者而言，紅三葉草基因組草圖提供了一個(gè)受歡迎的工具。有了它，針對(duì)從歐洲各地采集的自然種群的紅三葉草，便可以加快吸收其中適合可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的有益性狀。種群繁育遺傳多樣性的擴(kuò)大，可以幫助紅三葉草成為一種更強(qiáng)大、更可靠的作物。

    因此，在飼料作物的生物學(xué)和農(nóng)藝性狀重要性的研究進(jìn)展方面，基因組序列有望成為一個(gè)有價(jià)值的平臺(tái)。

    TGAC 研究員Jose de Vega表示：“紅三葉草參考基因組的發(fā)布是一個(gè)重要的里程碑，因?yàn)樗砹巳~草飼料作物基因組序列的第一個(gè)，這是更可持續(xù)的畜牧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵組成部分?！?

    “基因組的可用性將為飼料豆科植物的基因輔助育種方法鋪平道路，為更深入了解飼料作物馴化的遺傳學(xué)提供平臺(tái)?！盝ose de Vega說(shuō)。

    他認(rèn)為，紅三葉草具有吸引力，是因?yàn)樗牡鞍踪|(zhì)含量高、固定大氣中的氮時(shí)豐富并有力，但要加強(qiáng)它在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中的角色，還應(yīng)繼續(xù)改進(jìn)其持續(xù)性、抗病性和耐放牧性。

    來(lái)自IBERS的合作者、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Leif Sk?尷t表示：“我們正在使用基因組工具來(lái)幫助提高選育紅三葉草更佳品種的精度和速度。對(duì)于可持續(xù)農(nóng)業(yè)中豆科植物重要性的‘重新發(fā)現(xiàn)’，這是非常及時(shí)的?！?

    “TGAC和IBERS之間的協(xié)作，加強(qiáng)了英國(guó)在遺傳學(xué)和基因資源開(kāi)發(fā)上的領(lǐng)導(dǎo)力，從基礎(chǔ)科學(xué)到應(yīng)用科學(xué)，對(duì)當(dāng)?shù)睾蛧?guó)家經(jīng)濟(jì)都會(huì)有一種潛在的影響。”他說(shuō)道。

    更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展是英國(guó)科研戰(zhàn)略的一個(gè)重要方面。這兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)領(lǐng)先的生物技術(shù)，特別是在該地區(qū)的飼料豆類上，能對(duì)廣泛的利益相關(guān)者實(shí)施影響，并確保了基因組學(xué)資源被轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新應(yīng)用研究和育種計(jì)劃。