藜麦基因组可以帮助科学家将其从保健食品中分离出来

藜麦被誉为谷物之王，无需更多炒作就能巩固其在美国超市的超级食品地位。但现在，得益于新测序的藜麦基因组，科学家们已经掌握了藜麦的真实身份以及这种谷物营养成分的根本原因。

“有很多方法可以改良藜麦。而了解其基因组是第一步，”刚刚在《自然》杂志上发表藜麦首个基因组序列的国际研究小组组长马克·特斯特 (Mark Tester) 说道。

特斯特是阿卜杜拉国王科技大学的植物学家，他最初开始研究藜麦是为了研究这种谷物的耐盐性。“藜麦是一种神奇的植物。它可以在非常恶劣的环境中生长得很好，比如中东或撒哈拉北部，那里的土壤和灌溉水都含盐，”特斯特说。他和他的同事计划弄清楚藜麦如何耐受盐分，然后将这种耐受性转移到水稻和大麦等其他作物上，这样它们也可以在不太理想的土壤中茁壮成长。

藜麦不同于大米和大麦。它在南美洲仍然主要以手工种植。它是近百万人的主食，但现代农业尚未触及玻利维亚、厄瓜多尔和秘鲁高地的藜麦田。藜麦植物的外观反映了这一点：这种谷物长得又高又脆弱。

认识到藜麦在贫瘠土地上提供食物的潜力后，特斯特希望改变这些特性——让藜麦更矮、更紧凑——这样它就更容易在大型现代化农场种植。“[目标是]让这种作物从目前南美洲的重要作物和西方的新奇作物转变为世界上真正的商品，”特斯特说。

换句话说，他说：“我不想把它放在保健食品区。”

为了改良藜麦并实现这一目标，特斯特需要对藜麦基因组进行测序。基因组序列（即组成生物体的所有基因）将为科学家提供未来育种工作的基本蓝图，就像研究人员在 2005 年对水稻所做的那样。

该团队与美国、德国和澳大利亚的科学家合作，制作了不同藜麦品种的高质量基因组序列。

“基因组组装得非常好。它与之前在《自然》杂志和其他期刊上发表过的其他主要商品基因组的标准完全一致，”杨百翰大学植物和野生动物科学家 Joshua Udall 说道。“它将是藜麦工作者和整个科学界的一个很好的资源。”

除了测序藜麦的基因组，作者还确定了藜麦的进化史。“[作者]在一定程度上解开了谜团，”爱荷华州立大学植物进化基因组学家乔纳森·温德尔说。“他们揭示了谁是其亲本的最佳模型，以及这些亲本在多久以前杂交产生了如今的现代藜麦植物。从现在起，它将为每个人的工作提供参考。”

这项新研究有许多潜在的农业应用。该研究的作者已经确定了一种基因，他们认为这种基因通过促进一种名为皂苷的化学物质的产生，使藜麦变苦。

在小型农场，皂苷可以自然地减少鸟类的捕食。但皂苷不仅苦，而且有毒，去除它需要大量的工作和水。因此，为了“环境的净收益”，特斯特说，育种者可能希望种植皂苷含量低的藜麦。但首先，需要做更多的工作来确认他们找到了合适的基因来修改。传统上，这类研究很难获得资金。

“大多数使用藜麦作为 [食品] 的国家都没有科学基础设施来改良藜麦的基因。但在美国，它不是一种商品作物，甚至不是一种孤儿作物，所以许多联邦机构真的没有兴趣资助它，”乌达尔说。“这是可以理解的，因为每种植物或作物的科学资金都短缺。”

“我对藜麦非常感兴趣，它有很多独特的特性。但由于缺乏国内关注，我们的研究项目很难继续下去，”乌达尔说。“现在，随着《自然》杂志发表的这篇文章，这种情况可能会有所改变。”

乌达尔认为，“随着现代农业在土壤肥沃的地方使用 [藜麦]，可以进行大量的育种和改良。”只是“在藜麦可以在世界各地广泛种植之前，必须进行一些适应性调整。”