让盐碱地开出“花”，作物主效耐碱基因密码被解开
北京日报客户端2024-04-25 11:33
白茫茫的盐碱地上开出金灿灿的“花”。在我国新疆、山东、江苏等地，每逢金秋，盐碱地里的高粱能长到一人多高，金黄的籽粒垂着头。为何高粱能如此耐盐耐碱？我国科研团队对高粱基因展开解析，首次揭示了作物耐碱的分子机制。在4月25日举行的2024中关村论坛年会开幕式重大成果发布环节上，“农作物耐盐碱机制解析及应用”被列为十大科技成果之一。
我国盐碱地面积高达1亿公顷，占世界盐碱地总面积的近十分之一，全球气候的变化、淡水的缺乏及化肥的大量使用，又让可耕土地盐渍化速度加快。俗话说，“盐碱地白花花，一年种一茬，小苗活不了，秋后不收啥”，很多重度盐碱地表面都盖着一层“白被子”，像是刚下过一场大雪，土壤表层盐类、碱类富集，上面几乎寸草不生。
“这其实很好理解，就像卤水点豆腐，蛋白质遇到含盐的卤水会迅速变性，失去活力，植物细胞也会因此死亡。”中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗打了个比方。而高粱拥有耐盐碱的“超能力”，在酸碱度5.0至10.0的土壤中，它都能存活。
培育耐盐碱作物是利用盐碱地的最有效途径之一。谢旗团队与中国农业大学教授于菲菲团队、华中农业大学教授欧阳亦聃团队联合10家科研单位合作，经过数年努力，终于在高粱中找到了主效耐碱基因AT1。将这个基因应用到水稻、小麦、玉米、谷子等作物上，能显著提升它们在盐碱地的产量。
AT1调控的盐碱胁迫响应机制，以及AT1的利用可以提高多种作物在盐碱地上的产量耐盐碱作物的种植，还能促进盐碱地的改良。谢旗表示，地面上生长的植物越多，浮在土地表面的盐碱物质就会更多地被“压”回地下，让土地实现更长久的利用。在普通作物难以生存的边际土地、贫瘠土地上，经过AT1基因改良的水稻、高粱、谷子都茁壮成长，产量和生物量均提升了20%至30%。据估算，如果这项研究成果得到广泛推广，每年可为全世界增产粮食约2.5亿吨。
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