日本岡山大學資源植物科學研究所的坂本亙教授與東京大學研究生院農學生命科學研究科的高梨秀樹助教和堤伸浩教授等人組成的研究團隊明確了可以讓農作物高粱的芒（籽實外殼上的細刺）消失的基因。
透過基因操作在有芒的高粱品系（RIL232）中導入此次明確的去芒DAI基因後高粱芒消失的照片，證明了DAI基因具有去芒機能。左圖：高粱中有芒的品系（RIL232）。右圖：引入DAI基因後變成無芒。（供圖：岡山大學坂本亙教授）
禾本科作物和雜草結籽時會在頂端形成名爲芒的細刺。在收割前的小麥田裏，小麥穗頂端的小麥芒隨風搖曳，小麥芒還有躲避鳥獸等外敵及散播種子的作用，但也會妨礙作物收割，並導致家畜飼料的適口性下降，所以飼料都儘可能避開有芒作物。
人類在100多年前就知道高粱（禾本科作物）具有不產生芒的顯性等位基因，並一直被用於無芒品種。另一方面，日本的本土高粱品系「高黍」 （又名蜀黍、唐黍等）有芒品種較多。研究團隊大約在10年前就開始利用新一代測序儀RAD-seq分析高黍與美國品系的雜交品種的基因體。
研究團隊由此發現了可以除芒的顯性等位基因DAI。這種基因會產生具有ALOG結構域的蛋白質，這種蛋白質在芒中獨特性表達，抑制細胞分裂和延伸。另外研究還發現，將DAI基因導入有芒水稻品種（Kasalath）後，有芒水稻的芒消失，表明DAI基因在不同的穀物之間也能發揮作用。
與在禾本科植物中DNA分析已經取得進展的水稻和玉米等比較發現，DAI基因透過基因重複，僅出現在無芒高粱品種中。此外研究還發現，在美國和非洲大陸的本土品系中，攜帶DAI基因的無芒品種較多，而在亞洲，不攜帶DAI基因的有芒品種作物較多。
高粱是株高可達4米的大型作物，作爲有助於去碳的生物能源和生物材料，其生質用途也備受關注。
坂本教授表示：「此次不僅明確了100年來始終是個謎團的基因詳細資訊，還將其應用於無芒品種的開發，期待能有助於穀物種植效率的提高以及品種的改良。」
【詞注】
■基因重複：含某種基因的DNA區域在基因體中重複出現的現象。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Plant and Cell Physiology
論文：DOMINANT AWN INHIBITOR encodes the ALOG protein originating from gene duplication and inhibits awn elongation by suppressing cell proliferation and elongation in sorghum
DOI：10.1093/pcp/pcac057
URL：doi.org/10.1093/pcp/pcac057
