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我校在探索小麥遺傳改良研究中取得重要成果

【新聞作者:作物逆境適應與改良國家重點實驗室  來自:  已訪問: 責任編輯:劉旭陽 】


2021年5月27日,我校宋純鵬教授課題組在探索利用節節麥改良小麥方面取得突破性進展,研究論文“Introgressing the Aegilops tauschii genome into wheat as a basis for cereal improvement”發表在著名期刊Nature Plants上(DOI: 10.1038/s41477-021-00934-w)。

小麥是人類主要的糧食作物,與未來的糧食安全密切相關。普通小麥是異源六倍體,與A、B亞基因組相比,其D亞基因組的遺傳多樣性嚴重匱乏,是小麥品種改良的重要瓶頸。節節麥是小麥D亞基因組的供體種,目前研究表明可能僅有極少數節節麥參與了普通小麥的形成,其野生羣體藴含着豐富的抗性、產量和品質相關的優良基因資源,是小麥遺傳改良的二級種質資源庫。因此,如何實現節節麥羣體水平基因資源高效挖掘和利用是改良小麥D基因組的重要科學問題。

為了利用節節麥拓展小麥D亞基因組遺傳多樣性,突破現代小麥品種改良瓶頸,本研究採取三種策略。首先解析了節節麥種羣的遺傳多樣性,將來自全球範圍內採集的278份節節麥種羣重新劃分成5個亞類;完成了代表性節節麥的高質量參考基因組組裝和解析,通過比較基因組學剖析和發掘節節麥中的基因組變異;整合遠緣雜交、基因組學、表型組學和快速育種等技術,建立節節麥快速漸滲平台,創制了85個節節麥核心種質與矮抗58等優良小麥品種的人工八倍體羣體,該羣體可涵蓋節節麥自然羣體99%的遺傳多樣性,為節節麥羣體水平的基因資源向栽培小麥轉移邁出最關鍵的一步。該研究不僅為小麥基因功能分析提供了有效的技術路線,更重要的是為小麥品種改良提供了重要的材料基礎和平台,將小麥遺傳改良帶入新的階段,亦為其它作物野生資源的挖掘和利用提供了新的範式。相信該研究創建基因組漸滲平台必將在後基因組學時代為小麥和其它禾穀類作物的遺傳改良和優異基因挖掘利用產生深遠的影響!

圖:小麥祖先種節節麥羣體水平基因資源的挖掘和利用

該研究受到農業部重大研究專項、國家自然科學基金等項目資助。本成果由河南大學小麥團隊通力協作完成,節節麥基因組組裝和比較基因組分析,以及人工八倍體和漸滲系庫構建和利用等工作主要由作物逆境適應與改良國家重點實驗室的周雲、鄒長松、李浩、孫桂玲、柏勝龍等課題組成員完成;生命科學學院李鎖平教授和張大樂博士參與了部分節節麥材料收集和早期的漸滲系創制等工作。

全文鏈接://www.nature.com/articles/s41477-021-00934-w

錄入時間:2021-05-28[打印此文]【香港誠信物流】[關閉窗口]