在内布拉斯加州西部生长的 Proso 小米，被认为是最早驯化的作物之一。它在发展中国家作为食物来源种植，在美国和欧洲种植作为饲料和鸟类种子。图片来源：桑托什·拉杰普特
在亚洲和非洲的半干旱热带地区，作物生长条件可能很困难。植物需要有较短的生长季节，在贫瘠的土壤中生存，并能耐受环境压力。
进入，小米。
全球近 97% 的小米产自发展中国家。小米是多种谷类作物。重要的是，它们通常具有很高的营养成分。
“然而，现代遗传学研究很大程度上忽视了小米，”乔治亚大学的研究员马修·约翰逊说。在一项新研究中，Johnson 与印度的同事一起为三个不同品种的小米产生了一些首批遗传资源。
由于为研究较少的作物创造了遗传资源，研究人员可以更好地利用作物家族内的遗传多样性。这可能导致开发新的农作物品种。 “我们的研究结果将为研究人员提供工具，为农民开发更好的小米品种，”Johnson 说。
生长在印度的科多小米。科多小米是一种孤儿作物，可以在炎热干燥的环境中生产食物。图片来源：M. Vetriventhan
大多数种植小米的农民是小农（耕地不到 5 英亩）。小米对他们的生计至关重要。那是因为它们可以在边缘土地上生长，并且比大多数作物需要的水更少。
“小米的生长速度也比大多数其他主要作物快得多，”约翰逊说。这很重要，因为如果天气或自然灾害导致最初的种植失败，农民可以种植小米。 “所以，有了小米，农民至少可以获得一些收成，”他说。
约翰逊的团队对三种小米的 DNA 进行了测序和分析——kodo、little 和 proso。 “这三种作物开发的资源相对较少，”Johnson 解释道。
植物源材料获自印度半干旱热带国际作物研究所。研究人员的目标是更好地了解每种小米内部和之间的遗传多样性。 “了解这种多样性是开发更好的作物品种的重要一步，”约翰逊说。
他们发现了各种植物 DNA 序列的微小差异。这些遗传差异最终可能与耐旱性和生长速度等特征有关。
生长在印度的小小米。小小米是一种孤儿作物，可以在炎热干燥的气候中生长。它对区域粮食安全很有价值。图片来源：M. Vetriventhan
“遗传学和现场测试齐头并进，”约翰逊说。种植不同种类的小米可以提供有关产量和开花时间等特征的信息。 “我们需要将这些结果与小米植物的遗传相关性知识相结合，”他说。
通过整理田间结果和遗传数据，研究人员确定所需的性状并开发改良品种。 “我们可以年复一年地继续改进这些品种，”约翰逊说。
培育理想的作物品种的一个重要部分是了解现有品种之间的关系。 “我们能够找到证据表明，以前对小米品种之间相互关系的理解并不总是反映它们的遗传学，”Johnson 解释道。
现有的分类是根据物理特性进行的。但事实证明，这些可能并不是密切遗传关系的准确反映。
“把它想象成试图通过头发颜色对人类之间的遗传关系进行分类，”他说。 “头发的颜色是由基因控制的。例如，每个金发碧眼的人都有一些遗传相关性。”
“但决定我们与谁的基因相关的不仅仅是头发颜色，”约翰逊说。 “有时兄弟姐妹的头发颜色可能不同。但是，与碰巧有相同发色的陌生人相比，他们之间的关系会更密切。”
如本研究所示，揭示潜在的遗传学可以帮助植物育种者开发出具有所需物理特性的小米品种。 “小米是一种很好的作物，”约翰逊说。 “我相信随着我们的气候不断变化，它们可以使我们的饮食多样化，并为食物来源和安全做出贡献。”
在植物基因组中阅读更多关于这项工作的信息 .这项研究得到了国际半干旱热带作物研究所和乔治亚大学的部分支持。
参考：“三种小小米的全基因组种群结构分析：Kodo Millet、Little Millet 和 Proso Millet”，作者：Matthew Johnson、Santosh Deshpande、Mani Vetriventhan、Hari D. Upadhyaya 和 Jason G. Wallace，2019 年 9 月 5 日，植物基因组 .
DOI：10.3835/plantgenome2019.03.0021
