隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,育種技術(shù)正在從“技術(shù)加經(jīng)驗(yàn)”的育種模式,轉(zhuǎn)向基于基因測序的新型育種模式。
近日,中國農(nóng)科院相關(guān)課題組發(fā)現(xiàn),小麥育種中,三個(gè)亞基因組間存在顯著的育種選擇非對(duì)稱性。該現(xiàn)象由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥基因資源發(fā)掘與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《分子植物》上。
該研究為解析育種“骨干親本”找到突破口,將進(jìn)一步提升優(yōu)異種質(zhì)資源的理論和應(yīng)用價(jià)值。
據(jù)張學(xué)勇研究員介紹,新中國成立以來,我國育成了3000多個(gè)小麥品種,老一輩科學(xué)家從遺傳學(xué)角度總結(jié)了它們的形成和演變規(guī)律,然而,目前很少有研究從基因組學(xué)的角度來客觀闡述小麥育種規(guī)律。正如小麥育種專家莊巧生院士所說,目前的育種有技術(shù)加經(jīng)驗(yàn),也有一些目前看來尚屬于心領(lǐng)神會(huì),難以言傳身教的“藝術(shù)成分”。
而基因技術(shù)的發(fā)展,基于規(guī)?;贩N的重測序,成為系統(tǒng)解析優(yōu)異種質(zhì)資源和重大品種形成和演變的重要技術(shù)和方法,為從新的角度分析和認(rèn)識(shí)育種中的規(guī)律提供了可能。
張學(xué)勇介紹,研究人員對(duì)145份不同時(shí)期小麥代表性品種進(jìn)行重測序,構(gòu)建了高密度的基因組變異圖譜,分析材料涵蓋了70年來主要的大面積推廣品種、骨干親本和具有代表性的地方品種。
“研究發(fā)現(xiàn),20世紀(jì)50-60年代的品種基因組組成以我國地方品種為主,而70-80年代則以引進(jìn)品種的貢獻(xiàn)為主,80年代中后期引進(jìn)品種的貢獻(xiàn)達(dá)到頂峰;引進(jìn)種質(zhì)貢獻(xiàn)了一些我國地方品種中缺乏的單倍型區(qū)段,這從基因組學(xué)層面客觀地反映了我國小麥育種的歷史”,張學(xué)勇說,“進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在人工選擇育種進(jìn)程中,小麥的A、B、D三個(gè)基因組間和共線區(qū)域的同源基因之間表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非對(duì)稱選擇規(guī)律。同時(shí),研究人員以育種進(jìn)程中,小麥偃6號(hào)及其衍生品種為例,系統(tǒng)研究了雜交選育過程中強(qiáng)連鎖單倍型區(qū)段的形成和演化規(guī)律,明確了一些單倍型區(qū)段所控制的性狀。這為以系譜為基礎(chǔ),以基因組學(xué)為手段,解析每一個(gè)骨干親本所攜帶的優(yōu)良區(qū)段提供了很好的思路和樣板,也為小麥基因組選擇育種提供了重要依據(jù)和理論指導(dǎo)”。
該研究得到科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中央公益性科研機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)研究基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助。