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科研团队揭秘抗独脚金寄生植物的关键基因，粮食安全再添坚实保障！

来源：花匠小妙招时间：2025-05-19 21:15

在现代农业面临着多重挑战的今天，寄生植物的侵扰成了一项棘手的问题，尤其是独脚金（Striga）这种寄生植物，对高粱的威胁尤其不容小觑。独脚金不仅通过寄生作用导致高粱减产，甚至可能使高粱枯死，在全球范围内，每年为农业经济造成的损失高达100到120亿美元。近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所的科研团队携手中国农业大学、先正达集团及崖州湾国家实验室等多家单位，公布了一项重要研究成果：他们首次从高粱中识别出能够抵御独脚金的两个关键基因——SbSLT1与SbSLT2，这一发现被发表在国际权威学术期刊《细胞》上。

独脚金寄生植物的隐蔽性与危害

独脚金寄生植物主要寄生于高粱、玉米、谷子等单子叶作物，其寄生方式极为隐蔽，难以防治。这种植物的种子在土壤中可以休眠超过20年，一旦感知到寄主植物释放的独脚金内酯（Strigolactones，SLs），便会迅速萌发并侵入寄主植物的根部，建立寄生关系。传统的防治手段，包括化学药剂、轮作和土壤改良等，往往效果有限且成本高昂，因此培养出抗独脚金的作物品种成为了目前解决这一问题的关键。

关键基因的发现及其生物学机制

在研究中，科研团队采用了多种现代生物学手段和人工智能技术，深入探讨了高粱在缺磷条件下独脚金易萌发寄生的生理过程。他们发现，在缺磷环境下，高粱体内的独脚金内酯（SLs）外排现象更为明显。这一重要发现使得研究人员进一步运用基因挖掘技术，结合大数据分析，首次鉴定出高粱中两个关键的SL外排转运蛋白——SbSLT1和SbSLT2。

通过敲除这两个基因，研究人员观察到SLs的外排受到显著抑制，随之独脚金的萌发和寄生能力被有效阻断，结果显示高粱的抗寄生能力显著增强。在田间实验中，敲除SbSLT1和SbSLT2基因的高粱品种，其寄生率降低了67%到94%，产量损失减少了49%到52%。这一解释不仅为提高作物抗寄生能力提供了理论基础，也为未来的基因选育提供了方向。

人工智能的助力与未来展望

更加引人注目的是，研究团队利用人工智能模拟预测，发现SbSLT1和SbSLT2基因的关键氨基酸——苯丙氨酸位点在其他重要作物的转运通道同源蛋白中也都存在。明白了这一点后，科研团队将进一步验证该类基因在玉米等其他主要作物中的作用，以期推动抗独脚金寄生作物的产业化进程。

这一系列的研究成果无疑将对粮食安全产生深远影响。谢旗研究员提到，寄生植物的影响不仅局限于经济损失，其对生态系统的威胁同样值得关注。我们必须积极研发出更有效的抗病品种，以应对这一严峻的农业挑战。

结语

寄生植物是现代农业的一大挑战，而通过抗性基因的发现，我们看到了抵御这一挑战的希望。这项科研成果为培育抗独脚金寄生的高粱品种奠定了坚实的理论基础与基因资源。随着相关的研究不断深入，未来必将有更多抗病变种问世，为全球粮食安全增添一份保障！让我们期待科技为农业带来更多的可能。

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所属分类：花卉