左图为普通高粱植物，右图为遗传变异中的高粱
在寻找应对全球粮食生产挑战的解决方案时，美国冷泉港实验室和美国农业部农业研究服务中心的植物科学家已经将高粱植物的产量提高了一倍。
《国际分子科学杂志》刊登了这项研究成果。
高粱是世界上最重要的食物，动物饲料和生物燃料的来源之一，因其对干旱，高温和高盐条件具有很高的耐受性而被认为是研究的典范。对于植物育种者，农民和研究人员来说，提高谷物产量变得尤为重要，因为他们试图解决和克服与气候变化，人口增长以及土地和水资源短缺有关的粮食安全问题。
在美国农业部冷泉港实验室科学家多琳·维尔（Doreen Ware）和农业部同事鑫战国博士（Zhanguo Xin）团队发现了高粱MSD2基因中发生的新型遗传变异，使产量提高了200％。MSD2是基因系的一部分，该系通过降低茉莉酸（一种控制种子和花朵发育的激素）的量来提高花朵的繁殖力。
维尔实验室的博士后研究员，该研究的第一作者尼古拉斯·格拉德曼（Nicholas Gladman）说：“当这种激素减少时，会释放出通常不会发生的发育释放。这样可以在这些花朵中充分形成母本花朵，从而增加生育能力”
维尔实验室的博士后研究员，该研究的作者焦英平（Yinping Jiao）说：“主要的谷物作物在进化上彼此非常接近。它们共有许多具有相似的功能基因，该基因在控制高粱产量中起着重要作用，也可能有助于我们提高玉米或水稻等其他农作物的产量。”
维尔实验室使用这种类型的基因研究来了解植物是如何随着时间变化的。她说：“这些基因分析实际上为我们提供了分子机制，为将来的农作物工程提供了更多的机会。”