用黑米糙米和红米淘金

众所周知，色素米比白米更有营养，可能成为改善人类健康和对抗营养不良的重要资源。然而，如果这些包括黑色、棕色和红色在内的品种要被农民广泛接受，就需要提高产量和农艺性状。

由 KAUST 的 Magdy Mahfouz 和 Khalid Sedeek 领导的国际团队表明，可以将较短的茎长和早熟的理想农艺性状引入黑米中[1]。

Mahfouz 实验室的博士后 Sedeek 说，实现这些改进的第一步是收集全面的基因组信息。

“尽管已经组装了几个 粳稻 和 籼稻 品种的基因组，但完整的基因组序列仅适用于少数有色品种，”他说。

研究人员选择了三个黑米和两个红米品种进行全基因组测序。为了进一步检测遗传变异，他们对另外 46 个品种进行了测序。

“下一步是分析这些品种的成分，以确定那些营养丰富的品种作为改良的候选品种，”Sedeek 说。为此，研究人员筛选了 63 种黑米、红米和糙米，其中黑米在多种化合物中显示出最佳营养成分，包括碳水化合物、氨基酸、次级代谢产物、脂质、肽和维生素。

色素米(尤其是黑米)还富含人体必需的微量元素，包括铁、锌、铜、锰和硒。尤其是印度尼西亚黑米 Cempo Ireng (铁含量最高的大米和锌含量最高的黑米基因型)可以提供这些必需元素的日常需求。

研究人员使用这些营养素和金属离子概况来识别几种营养丰富的品种，它们具有更高水平的抗氧化剂和其他有益化合物和元素，这些品种可能是需要改进的品种。

其中之一是 Cempo Ireng。 然而，尽管 Cempo Ireng 具有抗病虫害能力，但由于其茎长且生命周期长达 5 个月，农民不愿种植 Cempo Ireng 。Sedeek 在Cempo Ireng建立了一个再生和转化系统 ，然后使用 CRISPR/Cas 9 敲除三个开花时间阻遏物，从而产生了一个更短的早熟品种。

改良的有色水稻品种的农艺性状有可能使它们更适合种植和融入食物链。然而，Mahfouz 指出，需要做更多的工作来确定这些工程特性是否可以与其他重要特性共存，例如色素水稻的产量。

“尽管如此，”他说，“这项研究为作物生物工程师和育种者提供了重要资源，以继续改进色素稻米并利用其对人类健康的潜在益处。”

Mahfouz 和他的团队现在计划改良当地一种名为 Hassawi 大米的红米品种。这种原产于沙特阿拉伯的特殊水稻品系在该地区具有巨大的文化和经济意义。通过利用 CRISPR 技术，该集团旨在提高 Hassawi 大米的生产力和其他关键特性，以满足当地沙特市场的独特需求。

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