高粱是一种主要的全球谷类作物，是一种稳定的热量来源，也是饲料和生物燃料的重要来源。然而，在高粱灌浆期到成熟期，大量麻雀迁飞到农田中啄食籽粒，使籽粒破损并发霉，同时传播各种病虫害，造成不同程度的减产，有研究报道鸟害能使高粱减产超50%以上。麻雀非常聪明机警，有较强的识别和记忆力，警惕性也非常高。研究者通过大量田间观察发现，麻雀对不同的高粱种子的啄食是有选择性的。那么麻雀的“挑食”行为到底是由什么引起？解析这一问题是否能够为防治农作物鸟害提供一个全新的视角呢？在之前的一般认识中，高粱的包壳程度越高、穗型越散、有芒、种皮颜色越深、单宁含量越高越抗鸟，但是高粱自身如何抵抗鸟害的分子机制我们仍不清楚。 2019 年9月23日，Cell子刊Molecular Plant在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所基因组学国家重点实验室谢旗老师团队最新研究成果：Control of Bird Feeding Behavior by Tannin1 through Modulating the Biosynthesis of Polyphenols and Fatty Acid-Derived Volatiles in Sorghum，揭晓麻雀选食不同高粱的分子机制。该研究通过宏基因组学、代谢组学、合成生物学及动物行为学、靶向定量检测等手段揭示了高粱通过Tannin1基因位点差异调控花青素和原花青素(Anthocyanin and PA)合成以及脂肪酸来源的香味挥发物合成的分子机制来解析麻雀对高粱“挑食”的现象。
研究者首先对两个不同的自然群体同时进行两年三点两次重复的表型调查和鸟类行为学观测，针对鸟喜吃或不喜吃进行统计。然后结合全基因组关联分析（GWAS分析）在两个群体中同时能检测到一个单主效位点Tannin1基因 (图1)，最显著的单核苷酸多态性，S4_（P=3.41e08），位于单宁1基因的唯一外显子中。Tannin1是一个控制高粱单宁合成的关键基因，是拟南芥TTG1的同源基因，编码一种WD40蛋白，会影响控制高粱花青素和原花青素的生物合成。同时也发现以前推测的与鸟取食相关性状在包壳、穗型、芒、种皮颜色和单宁含量这五个性状中，只有单宁含量这个性状与高粱抗鸟是呈极显著相关性。
