ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Hank Becker, (301) 504-1624, hbecker@asrr.arsusda.gov
June 1, 2000
Millions of acres of nonproductive land may someday be transformed into
amber waves of grain based on new genetic research by Agricultural Research
Service scientists.
That's because the scientists have found a gene in barley that makes plants
more able to withstand aluminum. A major component of soil clay, aluminum
is the third most abundant element in the Earth's crust. At neutral or
alkaline pH, it's not a problem for plants. However, in acid soils, the main form
of aluminum is highly toxic to plants.
Aluminum toxicity can limit crop production on acid soils that cover well
over half the world's 8 billion acres of potentially arable land, including
about 86 million acres in the United States. When soils become acid, the
toxic aluminum damages plant root systems, greatly reducing yields on these
soils.
One approach to reducing aluminum toxicity is to develop crop varieties
with increased genetic resistance to aluminum. ARS plant molecular biologist
David F. Garvin -- working with plant physiologist Leon V. Kochian at the
U.S. Plant, Soil and Nutrition Laboratory in Ithaca, N.Y.-- identified genetic
markers for a single gene in barley that enhances aluminum tolerance. These
markers can be used in breeding programs to rapidly shuttle aluminum tolerance genes from aluminum-tolerant barley varieties to
aluminum-sensitive ones.
Furthermore, the results of their study suggest that aluminum tolerance in
barley and its close relative, wheat, is due to the action of different
forms of the same gene. Since wheat possesses superior aluminum tolerance
to barley, it may be possible to genetically engineer increased aluminum
tolerance in barley by introducing a wheat aluminum tolerance gene.
This research could provide insights into how some important grain species--including wheat, corn and sorghum--can tolerate high levels of
aluminum in acid soils. Their findings are published in the May-June 2000
issue of Crop Science. ARS is U.S. Department of Agriculture's chief research agency.
Scientific contact: David F. Garvin, ARS U.S. Plant, Soil and Nutrition
Laboratory, Ithaca, N.Y., phone (607) 255-7308, fax (607) 255-1132, dfg3@cornell.edu.
Científicos
encuentran evidencia de una clave genética con un papel en la
tolerancia al aluminio en plantas
Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en ingles)
Hank Becker, (301) 504-1624, hbecker@asrr.arsusda.gov
1 de junio, 2000
Millones de acres de campos que no son productivas se pueden transformar a
campos de grano algún día, según una nueva investigación genética por los
científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés).
Eso es porque los científicos de ARS han encontrado un gene en la cebada
que hace las plantas más capaz de soportar el aluminio. Un componente
importante en la arcilla del suelo, el aluminio es el tercer más abundante elemento
en la corteza de la tierra. Cuándo el pH del suelo es neutral o alcalino, el
aluminio no es un problema para las plantas. Sin embargo, en suelos ácidos,
la forma principal de aluminio es altamente tóxica a las plantas.
La toxicidad de aluminio puede limitar la producción vegetal en los suelos
ácidos que cubren más de mitad del 8 mil millones de acres de campos
arables del mundo, incluyendo cerca de 86 millones de acres en los Estados Unidos.
Cuándo los suelos llegan a ser ácidos, el aluminio tóxico daña los
sistemas de raíz de la planta, reduciendo significamente los réditos en estos
suelos.
Un método para reducir la toxicidad del aluminio es desarrollar diferentes
variedades de cosechas con la resistencia genética al aluminio. El biólogo
molecular de planta David F. Garvin -- trabajando con el fisiólogo de
planta Leon V. Kochian del Laboratorio de Planta, Suelo y Nutrición en Ithaca,
New York -- identificó señales genéticas para un solo gene en la cebada que
aumenta la tolerancia al aluminio. Estas señales pueden ser utilizadas en
los programas de crianza para transferir de la cebada los genes con la
tolerancia al aluminio a las variedades con baja tolerancia.
Además, los resultados de sus estudios sugieren que esa tolerancia al
aluminio en cebada y su pariente cercano, trigo, es debido a la acción de
diversas formas del mismo gene. Porque el trigo posee tolerancia al aluminio
superior a la de cebada, puede ser posible dirigir genéticamente el
aumento a la tolerancia al aluminio en la cebada, por introducir un gene del trigo
que tiene la tolerancia al aluminio.
Esta investigación podría dar nueva información importante en cómo una
cierta especie de grano -- incluyendo trigo, maíz y zahína -- puede tolerar
altos niveles del aluminio en los suelos ácidos. Los resultados serán
publicados en la publicación "Crop Science" de mayo-junio.
ARS es la agencia principal de investigación del Departamento de Agricultura
de los Estados Unidos.
Contacto científico: David F. Garvin, ARS U.S. Plant, Soil and Nutrition
Laboratory, Ithaca, N.Y., teléfono (607) 255-7308, fax (607) 255-1132,
dfg3@cornell.edu.
USDA news release
N2708 |
