科學(xué)家提高了玉米中的關(guān)鍵氨基酸含量

由農(nóng)業(yè)研究服務(wù)處(ARS)和大學(xué)科學(xué)家組成的團(tuán)隊開發(fā)的大田玉米實(shí)驗(yàn)品系將迎來提供高蛋氨酸谷物的新型商業(yè)雜交品種。

最近一期《作物科學(xué)》報道的這一進(jìn)展對于有機(jī)家禽生產(chǎn)商來說將是特別受歡迎的消息，因?yàn)樗麄兊募仪菪枰被岬纳攀撑浞剑源_保最佳的生長、健康以及肉和蛋的生產(chǎn)。

蛋氨酸是九種必需氨基酸之一，也是僅有的兩種含有硫的氨基酸，它有助于啟動蛋白質(zhì)的合成，并且是許多組織的關(guān)鍵成分，包括家禽的骨骼、肌肉、韌帶、器官、皮膚和羽毛。蛋氨酸還支持重要的代謝、消化和免疫系統(tǒng)功能。

在有牧場的有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)中，自由放養(yǎng)的雞和其他家禽可以通過吃蠕蟲、昆蟲和某些植物來自然獲取蛋氨酸。然而，有必要在玉米飼料中添加合成蛋氨酸，以確保鳥類獲得足夠量的氨基酸。

有機(jī)生產(chǎn)商可以根據(jù)聯(lián)邦監(jiān)管豁免來做到這一點(diǎn)，該豁免允許每噸雞飼料最多使用2磅合成蛋氨酸，每噸火雞、鴨和其他類型家禽飼料最多使用3磅合成蛋氨酸。與此同時，包括該項目在內(nèi)的研究正在進(jìn)行中，以尋找天然替代品，其成本和可用性有望完全取代合成蛋氨酸的需求。

例如，玉米是當(dāng)前飼料配給的主要成分。然而，商業(yè)種植的雜交品種的谷物含有很少的蛋氨酸。幸運(yùn)的是，種質(zhì)收藏中的性狀存在變異來源，可以使用正確的工具進(jìn)行梳理。

基因工程提供了一種方法：然而，有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)不允許使用轉(zhuǎn)基因作物品種。為了解決這個問題，ARS植物遺傳學(xué)家PaulScott及其同事結(jié)合使用了兩種傳統(tǒng)的植物育種方法，即雙單倍體誘導(dǎo)和循環(huán)選擇。

利用這些方法，他們開發(fā)了16個自交玉米品系，其籽粒中的蛋氨酸水平等于(甚至在一個案例中超過)B101，B101是一種雜交種，由于其天然的高蛋氨酸濃度，已被證明是有用的比較基準(zhǔn)。“B101通常每100克谷物含有約0.29克蛋氨酸，而我們最好的品系每100克含有約0.37克蛋氨酸，”愛荷華州艾姆斯ARS玉米昆蟲和作物遺傳學(xué)研究單位的Scott說。

作為額外的好處，一些自交系在田間試驗(yàn)中評估時，在某些農(nóng)藝性狀上也顯示出相當(dāng)大的遺傳多樣性，其中包括株高、開花日期、抗病性和橙色籽粒。

計劃進(jìn)行其他評估，包括家禽飼養(yǎng)試驗(yàn)。

“在雜交組合和不同環(huán)境中測試這些品系非常重要，以了解其性狀的穩(wěn)定性及其產(chǎn)量潛力。此外，我們希望將高蛋氨酸與對有機(jī)家禽生產(chǎn)者有價值的其他性狀結(jié)合起來，”斯科特說。“我們現(xiàn)在正在研究橙色谷物，以及排除轉(zhuǎn)基因花粉的能力。最終，我們希望開發(fā)出可以提供完整飲食而無需補(bǔ)充的玉米。”

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