科技日报记者 马爱平
我国喜马拉雅山区特有的苦荞，能在海拔4600米以上的极端环境中生存，其秘密在于一类特殊的代谢物质——黄酮类化合物。记者19日从中国农业科学院获悉，该院作物科学研究所研究员周美亮团队日前在《植物生物技术杂志》发表研究成果，首次系统解析了黄酮类物质合成调控苦荞适应高海拔环境的分子机制，为作物抗逆育种提供了关键理论支撑。
高海拔地区强烈的紫外线B辐射是植物生存的主要挑战之一。研究团队发现，苦荞等荞麦属植物通过积累芦丁、异槲皮苷等黄酮类物质，形成“天然防晒屏障”。这些代谢物不仅能直接吸收紫外线B，还可通过清除活性氧保护细胞结构，显著提升植物对高海拔环境的适应性。
通过全基因组关联分析，研究团队锁定了调控黄酮合成的三大关键基因。“研究表明，这三个基因增强后的苦荞材料，黄酮类代谢物含量提升30%—50%，且在紫外线B胁迫下根系伸长抑制率降低40%，显著优于普通品种。研究进一步鉴定到一个新型黄酮类物质生物合成基因簇，该基因簇在栽培苦荞与野生近缘种（如细柄野荞麦）间存在显著差异。”论文通讯作者周美亮表示。
研究发现，野生荞麦的基因资源可为培育广谱抗逆作物提供新思路。“该研究阐明了苦荞适应高海拔的分子机制，筛选出一批具有育种价值的基因标记。通过精准编辑这些基因，可快速培育兼具高黄酮类物质含量与强紫外线B抗性的新品种。未来，我们计划将这些基因模块应用于青稞、高粱等高原作物，构建‘抗逆基因工具箱’。”周美亮表示。
（中国农业科学院作物科学研究所供图）
