記者18日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所(嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心)獲悉,《自然》6月17日刊登了該所研究員程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)聯(lián)合英國(guó)約翰·英納斯中心等國(guó)內(nèi)外多家優(yōu)勢(shì)單位完成的最新研究成果。該研究構(gòu)建了目前最全面的小麥群體基因組變異圖譜、表型組變異圖譜,打通了小麥從基因組解碼到育種設(shè)計(jì)的全鏈條貫穿體系。
“我們團(tuán)隊(duì)先后從英國(guó)約翰·英納斯中心引進(jìn)了上千份優(yōu)異的小麥核心種質(zhì)資源,其中包含百年前收集于歐洲、亞洲和非洲32個(gè)國(guó)家的827份地方品種。隨后,綜合利用基因組學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和分子生物學(xué)等前沿技術(shù)手段,找回了現(xiàn)代小麥品種丟失的遺傳多樣性寶庫(kù),并驗(yàn)證其功能和育種價(jià)值?!背虝r(shí)鋒告訴記者。
研究發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代小麥品種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工定向選擇,僅來(lái)自于7個(gè)祖先群中的2個(gè),67%以上的遺傳多樣性丟失。這一發(fā)現(xiàn)表明,現(xiàn)代核心小麥資源遺傳背景狹窄、品種單一,選育品種同質(zhì)化嚴(yán)重。
令人振奮的是,程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)的研究系統(tǒng)驗(yàn)證了大量未被利用的優(yōu)異變異功能和育種價(jià)值,并挖掘到調(diào)控小麥高產(chǎn)、氮高效利用、適應(yīng)性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的新基因,以及關(guān)鍵的有利變異位點(diǎn),開(kāi)發(fā)了大數(shù)據(jù)資源和技術(shù)工具,并提出了小麥全基因組設(shè)計(jì)育種的4D策略(即Decode解碼、Discover發(fā)現(xiàn)、Design設(shè)計(jì)、Deliver實(shí)現(xiàn)),為實(shí)現(xiàn)小麥從基因組到育種的全鏈條貫通提供了系統(tǒng)解決方案。
“這一研究將為拓寬我國(guó)小麥的遺傳基礎(chǔ)、提高我國(guó)小麥的遺傳多樣性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái),將這些優(yōu)異基因應(yīng)用到小麥育種中,培育創(chuàng)新型小麥新品種,將推動(dòng)我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展?!敝袊?guó)科學(xué)院院士李家洋表示。