Bob体育在线官网丹佛斯植物科学中心领导多机构研究项目，提高高粱作为生物能源作物

密苏里州圣路易斯(2022年10月5日) - - -首席研究员,Andrea Eveland博士他是该协会的准会员唐纳德丹福斯植Bob体育在线官网物科学中心他将领导一个多机构项目，以加深对高粱(一种多功能生物能源作物)及其对干旱的反应的了解。的美国能源部(DOE)基因组植物生物学项目支持为期3年、价值270万美元的基因功能测定项目。

高粱是世界上种植面积第五大的谷物作物，在美国是第三大谷物作物。它对干旱和高温具有天然的抗旱能力，这对开发在边缘土地上生产的生物能源原料具有吸引力。埃夫兰的项目探索了高粱这种显著的抗压能力背后的基因网络，并试图定义关键基因的功能以及它们是如何被调节的。耐旱性是一个复杂的性状，要在整个植物及其环境的更大背景下理解其调控，需要遗传学、基因组学、表现型和基因编辑方面的先进方法。

埃夫兰说:“在高粱适应压力环境的过程中，存在着非凡的基因多样性，我们希望以一种精确的方式挖掘这一点，为未来气候的工程和育种策略提供信息。”“我们对高粱基因组中3万多个基因中的大多数是什么知之甚少，也不知道功能保守的基因在抗旱高粱中是否有独特的控制机制——这一信息可能有助于使其他作物也更能抵御压力。”

埃夫兰和他的合作者将利用在高粱中发现的这种令人难以置信的遗传多样性，来研究在分子水平上的反应，如基因表达，如何导致干旱胁迫下整株植物的形态变化。先进的基因组学和基因编辑方法将用于指导对高粱基因功能的预测。除了基因之外，“非功能性”基因组空间包括控制基因调控的序列也将被研究。

为了实时、高分辨率、基于传感器的田间表型评估整株植物对干旱的形态和生理响应，我们将对不同的高粱植物面板进行整个生长周期的评估，从种苗到收获，所有这些数据都将进行分析，以将表型与基因型联系起来。

该研究项目将利用30吨机器人现场表现型基础设施由美国能源部ARPA-E资助的TERRA-REF项目由托德·莫克勒博士、杰拉尔丁和丹福斯中心的罗伯特·维吉尔杰出研究员领导，后者也是该项目的合作者。

Mockler说:“由于马里科帕地区的干热环境和控制灌溉的能力，它为进行干旱胁迫试验提供了一个独特和特殊的机会。”田间扫描系统在整个生长季节收集作物性状的高分辨率传感器数据。”

亚利桑那大学的杜克·泡利博士和普渡大学的布莱恩·迪尔克斯博士加入了伊夫兰和莫克勒的合作伙伴。

通过丹佛斯中心和亚利桑那大学Pauli的团队，最先进的表型数据分析管道已经作为doe资助的其他项目的一部分开发出来。它们将被用于提取物理特征的信息，包括多维属性和肉眼无法立即看到的属性，如光反射率。

“我相信这是一个非常有影响力的项目，因为它直接关系到我们在亚利桑那州和全国目睹的气候变化的影响，”亚利桑那大学植物科学学院的助理教授泡利说。“从这项工作中获得的信息和知识有能力帮助指导植物改良，因为它涉及到开发和提供更多种植者迫切需要的适应气候变化的品种。”

该项目还利用了普渡大学(Purdue University)开发的具有不同遗传背景的化学诱变高粱种群。与未诱变的对照相比，每株植物的DNA都有一个或多个变化，每个突变体的基因组都已测序，因此特定基因的突变可以与观察到的表型相联系。这使得一种被称为“正向遗传学”的经典方法能够用于基因功能分析，其中筛选诱变高粱植物的物理特征(表现型)，以应对干旱。

普渡大学生物化学系的Dilkes教授说:“通过建立突变家族的种群，我们可以进行一种新型的筛选，在田间扫描仪和多个田间站点下评估不同干旱程度下相同的基因变化。”“这可以识别具有抗旱能力的新突变，并帮助我们解开植物基因型如何与环境相互作用的秘密。”

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唐纳德·丹佛斯植物科学中心成立于1bob客户端下载地址9Bob体育在线官网98年，是一个非营利的研究机构，其使命是通过植物科学改善人类状况。研究、教育和推广的目的是在粮食安全和环境之间产生影响，并将圣路易斯地区定位为世界植物科学中心。该中心的工作通过许多来源的竞争性赠款获得资助，包括国家科学基金会、国家卫生研究院、美国能源部、美国国际开发署以及比尔和梅琳达·盖茨基金会。在Twitter上关注我们@DanforthCenter．

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