美国农学学会 在非洲的许多热带和亚热带地区，山药被认为是一种重要的经济作物
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山中伸弥 山药是西非的一种主食，每年生产世界上90%以上的山药
山药在该地区的粮食安全、经济收入和传统文化中发挥着关键作用
虽然它们通常被认为和美国的红薯一样
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，山药是一种完全不同的植物
与甘薯相比，山药块茎含淀粉更多，也更干燥
山药原产于非洲和亚洲，大多数美国人从未吃过真正的山药
尽管山药是西非的主要作物，但对提高遗传多样性或生产力的研究却很有限
山中伸弥研究员专注于提高山药作物育种资源
他的研究最近发表在美国作物科学协会的期刊《作物科学》上
山中伸弥的研究目标是增加关于山药遗传信息的知识——帮助未来培育更多品种
目前，育种者可依赖的信息很少——因此山中伸弥正在为未来的山药育种者创建一种“信息库”
山药有600多种
由于其经济重要性，研究小组将重点放在了白山药上
热带和亚热带非洲的农民依靠山药谋生
但是山药不容易种植
白几内亚山药块茎的形状和大小可能不一致
育种者将能够利用收集的遗传资源来改善山药的特性
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山中伸弥 山药在收获前可能需要11个月才能生长
此外，雄花和雌花生长在不同的植物上，因此很难为成功的繁殖确定正确的授粉时间
山中伸弥解释说:“长的生长周期、植物间开花的不一致性和多倍体是山药育种研究的主要限制。”
除了改善这些特性之外，培育新品种还可以提高作物产量，改善烹饪性能，减少收获时间
这对农民是有益的
当科学家培育作物时，可能需要几年时间来确定哪些植物具有最好的性状来作为亲本
一旦选择了亲本植物，育种过程就可以继续，因为这些植物被交叉授粉以产生新的、改良的后代
先前的研究集中于收集西非“山药带”国家的遗传物质并对其进行特征分析
但是维持如此庞大的收藏是一项挑战
研究人员想更好地了解该收藏中植物的物理和遗传变异
为此，研究人员使用了分子标记
分子标记是与某些植物特征相对应的脱氧核糖核酸片段
这有助于研究人员根据脱氧核糖核酸预测植物的样子，而不是生长和观察植物
该小组使用了来自400多种山药植物的植物材料，并提取了脱氧核糖核酸进行分析
可食用的山药块茎有淀粉，白色的果肉
山药是纤维和钾的重要来源
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山中伸弥 研究人员能够通过消除基因相似或不独特的植物来减少收集的规模
共有100种山药植物被发现是独一无二的，这将构成新的较小的集合
新收集的每种植物都记录了重要的农艺性状
这些性状包括每株茎数、生长期、每株块茎数、产量和块茎重量
用育种术语来说，这是一个“迷你核心收藏”
“水稻、小米和棕榈以及其他作物也有类似的品种
这个较小的集合将更容易维护和收集信息
创造新的、更好的山药品种将有助于非洲农民
培育更好的作物需要时间
这些遗传资源的收集将帮助科学家在评估和选择用于育种的植物时节省时间
山中伸弥说:“虽然我们的研究只是更好地利用山药广泛的遗传多样性的开始，但我们希望我们的研究将为改善农民的山药育种铺平道路。”
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