近日，英國基因組分析中心（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，對紅三葉草進行了DNA測序和組配，以幫助育種者改進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。豆科植物通過吸收空氣中的氮氣來增加土壤硝態(tài)氮肥力、“招募”土壤細菌以提供幫助。這比等效的工業(yè)過程更環(huán)保。

    然而，工業(yè)氮肥的出現(xiàn)把紅三葉草打入了“冷宮”。不過現(xiàn)在，環(huán)境問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，促進反芻動物乳中的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，每一口營養(yǎng)更豐富。

    然而，目前紅色三葉草只在兩三個季節(jié)生長良好，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)的作物育種實踐，如果同系繁育會嚴重喪失活力和肥力。

    TGAC和IBERS正在進行的一個項目是，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。

    對于育種者而言，紅三葉草基因組草圖提供了一個受歡迎的工具。有了它，針對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大，可以幫助紅三葉草成為一種更強大、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展方面，基因組序列有望成為一個有價值的平臺。

    TGAC 研究員Jose de Vega表示：“紅三葉草參考基因組的發(fā)布是一個重要的里程碑，因為它代表了三葉草飼料作物基因組序列的第一個，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?！盝ose de Vega說。

    他認為，紅三葉草具有吸引力，是因為它的蛋白質(zhì)含量高、固定大氣中的氮時豐富并有力，但要加強它在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中的角色，還應(yīng)繼續(xù)改進其持續(xù)性、抗病性和耐放牧性。

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

    “TGAC和IBERS之間的協(xié)作，加強了英國在遺傳學(xué)和基因資源開發(fā)上的領(lǐng)導(dǎo)力，從基礎(chǔ)科學(xué)到應(yīng)用科學(xué)，對當(dāng)?shù)睾蛧医?jīng)濟都會有一種潛在的影響?！彼f道。

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