近期，美國食品與農(nóng)業(yè)研究基金會（FFAR）為加州大學(xué)戴維斯分校（UC Davis）提供了927581美元的資金支持，用于研究墨西哥玉米品種Sierra Mixe。該品種能夠在微生物的幫助下獲得大氣中的氮，減少作物對合成肥料的需求。Benson Hill（一家提供生物信息云平臺服務(wù)的創(chuàng)新企業(yè)）為此項(xiàng)研究提供了等額的配套資金。該育種研究總計(jì)投資1855162美元。

雖然地球大氣的大部分是由氮組成的，但植物無法直接獲取大氣中的氮。農(nóng)民必須以其他方式提供氮，如合成氮肥。主要谷物作物，如小麥和玉米的種植嚴(yán)重依賴這些肥料。合成肥料不僅昂貴，而且對環(huán)境危害很大，會腐蝕土壤，降低土壤保存養(yǎng)分的能力。據(jù)估算，制造合成氮肥的過程造成了大約3%的二氧化碳排放。Sierra Mixe玉米植株除了地下的根，還有一個氣生根系。氣生根分泌出一種含有微生物的液體，這種液體可以從大氣中為玉米提供30%到82%的氮營養(yǎng)。

研究團(tuán)隊(duì)對Sierra?Mixe開展研究，以確定植物宿主微生物群落如何向植物提供大氣中氮的過程。研究人員對吸收大氣氮最成功和最不成功的單株植物進(jìn)行研究，以分離出導(dǎo)致這一特性的基因。還對植物分泌物中微生物的基因組序列進(jìn)行測定，以確定它們在捕獲大氣氮中的作用，以及微生物和植物是如何相互作用為植物提供氮。目前，這項(xiàng)研究正在確定玉米地方品種基因組中決定其與固氮微生物結(jié)合能力的區(qū)域，研究人員希望由此確定氮素捕獲性狀是否可以轉(zhuǎn)移到溫帶條件下種植的傳統(tǒng)玉米作物以及其他谷類作物上。

來源：美國食品與農(nóng)業(yè)研究基金會