在漫長的歷史歲月中，人類將小麥馴化至今，選育和推廣了諸多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種，但也丟失了許多寶貴的基因資源。近日，中國農(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)廣東省實驗室深圳分中心）程時鋒團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外多家單位，利用基因組學(xué)等前沿技術(shù)，解析了上千份來自全球的小麥核心種質(zhì)資源，找回了現(xiàn)代小麥品種丟失的遺傳多樣性“寶庫”，這大大促進(jìn)了小麥基因組設(shè)計育種的步伐，為現(xiàn)代小麥育種貢獻(xiàn)了中國智慧和中國力量。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國際期刊《自然》。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員程時鋒介紹，小麥?zhǔn)亲钪饕娜蛐约Z食作物之一，利用豐富的全球多樣性種質(zhì)資源，加快培育更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，對保障糧食安全至關(guān)重要。而追溯小麥在歷史進(jìn)化和馴化過程中已形成的遺傳和表型多樣性，構(gòu)建小麥全基因組設(shè)計育種所必需的源頭數(shù)據(jù)資源和平臺技術(shù)工具，是培育新一代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種的必然之路。
由此，研究團(tuán)隊先后引進(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個國家的827份地方品種。研究團(tuán)隊綜合利用基因組學(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，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。研究發(fā)現(xiàn)，全球小麥可以分為7個祖先群，而現(xiàn)代小麥品種主要來源于其中兩個，更值得關(guān)注的是，現(xiàn)代小麥品種經(jīng)過長期的人工定向選擇，67%以上的遺傳多樣性已丟失。這一驚人的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代小麥品種資源的遺傳背景狹窄，品種單一，選育品種同質(zhì)化嚴(yán)重，在育種方面的遺傳增益潛能極其有限。
隨后，該團(tuán)隊利用這些小麥核心種質(zhì)資源的基因圖譜，進(jìn)一步開展了小麥性狀和基因發(fā)掘研究，共發(fā)現(xiàn)了小麥氮高效利用新基因、高產(chǎn)抗倒伏新基因、籽粒鈣含量高優(yōu)質(zhì)基因、抗稻瘟病和葉斑病的新基因等，這些新的基因和變異位點為培育小麥優(yōu)良新品種打下了堅實的基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院院士李家洋評價，這些大量未被利用的優(yōu)異等位基因，對未來的小麥遺傳改良具有不可估量的潛在價值，可用于培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆及適應(yīng)氣候變化的小麥新品種，未來將這些優(yōu)異基因應(yīng)用到小麥育種中，培育創(chuàng)新型小麥新品種，將推動我國小麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
在漫長的歷史歲月中，人類將小麥馴化至今，選育和推廣了諸多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種，但也丟失了許多寶貴的基因資源。近日，中國農(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)廣東省實驗室深圳分中心）程時鋒團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外多家單位，利用基因組學(xué)等前沿技術(shù)，解析了上千份來自全球的小麥核心種質(zhì)資源，找回了現(xiàn)代小麥品種丟失的遺傳多樣性“寶庫”，這大大促進(jìn)了小麥基因組設(shè)計育種的步伐，為現(xiàn)代小麥育種貢獻(xiàn)了中國智慧和中國力量。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國際期刊《自然》。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員程時鋒介紹，小麥?zhǔn)亲钪饕娜蛐约Z食作物之一，利用豐富的全球多樣性種質(zhì)資源，加快培育更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，對保障糧食安全至關(guān)重要。而追溯小麥在歷史進(jìn)化和馴化過程中已形成的遺傳和表型多樣性，構(gòu)建小麥全基因組設(shè)計育種所必需的源頭數(shù)據(jù)資源和平臺技術(shù)工具，是培育新一代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種的必然之路。
由此，研究團(tuán)隊先后引進(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個國家的827份地方品種。研究團(tuán)隊綜合利用基因組學(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，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。研究發(fā)現(xiàn)，全球小麥可以分為7個祖先群，而現(xiàn)代小麥品種主要來源于其中兩個，更值得關(guān)注的是，現(xiàn)代小麥品種經(jīng)過長期的人工定向選擇，67%以上的遺傳多樣性已丟失。這一驚人的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代小麥品種資源的遺傳背景狹窄，品種單一，選育品種同質(zhì)化嚴(yán)重，在育種方面的遺傳增益潛能極其有限。
隨后，該團(tuán)隊利用這些小麥核心種質(zhì)資源的基因圖譜，進(jìn)一步開展了小麥性狀和基因發(fā)掘研究，共發(fā)現(xiàn)了小麥氮高效利用新基因、高產(chǎn)抗倒伏新基因、籽粒鈣含量高優(yōu)質(zhì)基因、抗稻瘟病和葉斑病的新基因等，這些新的基因和變異位點為培育小麥優(yōu)良新品種打下了堅實的基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院院士李家洋評價，這些大量未被利用的優(yōu)異等位基因，對未來的小麥遺傳改良具有不可估量的潛在價值，可用于培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆及適應(yīng)氣候變化的小麥新品種，未來將這些優(yōu)異基因應(yīng)用到小麥育種中，培育創(chuàng)新型小麥新品種，將推動我國小麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
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