真菌导致玉米产生黄曲霉毒素

美国阿肯色州小石城——阿肯色大学农业部植物病理学家正在开发转基因玉米品系,与中西部地区相比,该品系有助于为南部的玉米生产者平整田地,中西部地区气候凉爽,消除了主要真菌的风险困扰南方种植者的疾病。

南方玉米的一个主要问题是被一种在谷物中产生黄曲霉毒素的真菌感染,这使得它无法销售。研究助理教授 Ron Sayler 说,这种名为 Aspergillus flavus 的真菌在受到炎热干燥天气压力的玉米植物中茁壮成长。由于那里气候凉爽,黄曲霉毒素很少成为中西部玉米生产商关注的问题。

在阿肯色州,强烈建议对玉米进行灌溉以降低黄曲霉毒素污染的风险;然而,即使在灌溉田地中,它也经常发生,特别是在 2010 年这样一个非常炎热干燥的夏季,Sayler 说。在许多谷物销售不受管制的第三世界国家,人和农场动物经常死于黄曲霉毒素中毒。

Sayler 和助理教授 Burt Bluhm 正致力于开发转基因玉米品系,在这些品系中,会抑制产生黄曲霉毒素的 A. flavus 真菌的生长。该项目的部分资金来自阿肯色州玉米和高粱促进委员会。

Sayler 说,风信子豆中的一个基因已被证明可以抑制真菌生长和随后黄曲霉毒素积累所必需的 A. flavus 的 α 淀粉酶活性。植物病理学家 Charles Woloshuk 大约 10 年前在普渡大学分离出该基因,Bluhm 在来到阿肯色州之前是该大学研究团队的成员。将该基因插入玉米中的计划并未进行,因此 Bluhm 和 Sayler 在阿肯色州开展了该项目。

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Sayler 开发了一个包含该基因的 DNA 片段,并将转基因引入玉米品系 Hi II。

Sayler 报道说,“淀粉酶抑制剂基因家族成员 B01 已被克隆到植物转化载体 1300S 中,该载体旨在在(玉米植物的)所有组织中表达 B01。 21 个带有 B01 淀粉酶抑制剂转基因的品系已经再生,并在温室中生长至成熟。将测试来自这些品系中每一个品系的种子抑制黄曲霉感染和黄曲霉毒素积累的能力。”

“当你将一个基因引入玉米时,它会进入玉米染色体的不同部分。基因所在的位置会影响所需遗传特性的表达,”Sayler 说。对每个转基因品系的种子进行测试将确定哪个品系将显着抑制真菌的生长和黄曲霉毒素的产生。结果应该在今年夏天知道,他说。

“我乐观地认为其中一个品系将表达(直链淀粉抑制剂)水平高到足以抑制真菌的生长,”Sayler 说。他还在寻求一种在玉米中表达基因的不同方法,以优化该技术的有效性。

Sayler 说,当鉴定出显着抑制黄曲霉生长和黄曲霉毒素产生的转基因品系时,植物育种者将可以使用它来开发改良的玉米品种,这些品种具有最适合阿肯色州和其他南部各州的性状组合。

(来源:阿肯色大学新闻稿)

 

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