種種困難下，過去培育一個新品種，起碼要花費7到8年時間。謝旗團隊引入基因育種工具，從基因層面把控育種過程，極大提升了效率。
利用PCR分子標記技術，能夠“三歲看老”。“舉個例子，我們的甜高粱之所以甜，是由一個已知標記為DRY1的基因所影響。通過分子標記技術，我們‘提前閱讀’子一代種子的基因，檢索其中是否存在DRY1片段，就可以直接篩選出所需要的高甜度後代種子，把育種周期縮短到2到3年。”
而借助基因編輯技術，則能幫助科學家找到更多類似DRY1這樣具有“關鍵特性”的基因，從而讓這些優秀特性“廣為流傳”。“再舉個例子，比如我們發現某株高粱在高鹽碱地塊上長得格外茁壯，那麼我們合理推測，這是由某個突變基因主導的，於是我們把這棵‘耐鹽碱變異高粱’與其他普通高粱的基因進行比對，找到差異點，經過層層實驗，最終鎖定了控制耐鹽碱能力的基因AT1。”謝旗說，在後續實驗中，敲除AT1片段的高粱的耐鹽碱能力果然大幅提升，進一步證實了AT1和高粱耐鹽碱之間的對應關係。“因為掌握了這段耐鹽碱基因密碼，未來我們在選育新品種高粱時，就能穩定復現這一耐鹽碱高產性狀。”
有了分子標記技術和基因編輯技術等的加持，不僅縮短了育種時間，更增大了育種的想象空間，讓培育鹽碱地上的“全能戰士”成為可能。
發現更多“AT1”
今年3月，中科院遺傳所聯合中國農大、華中農大等9家科研單位，在著名學術期刊《科學》上發表文章，宣布在高粱中首次發現了與耐鹽碱相關基因AT1，並對水稻、玉米、小麥、穀子等作物進行基因檢索，發現這一基因的普遍存在，意味著這些高粱的“遠親近鄰”都有可能獲得“耐鹽碱超能力”。
“AT1是一個與作物產量呈負相關的主效碱敏感性相關基因，也就是說，當這個基因‘發現’土地碱度高時，就會控制降低作物產量，屬於一種‘自保’機制。”課題組成員、中國農大教授於菲菲解釋，“利用AT1機制育種，就能從根源上實現‘既讓牛兒少吃草，又讓牛兒多產奶’的夢想。”
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