川麥104。

四川在線記者 闞瑩瑩

近日,國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)子刊《科學(xué)數(shù)據(jù)》(Scientific Data)正式發(fā)表四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所楊武云研究團隊題為《人工合成小麥衍生品種川麥104染色體水平的組裝》的研究論文。研究團隊完成人工合成小麥衍生品種川麥104的高質(zhì)量基因組組裝,為全球小麥育種界“繪制”了一張人工合成小麥衍生品種基因位點地圖。

《科學(xué)數(shù)據(jù)》審稿專家認為,這項成果描述了第一個人工合成六倍體小麥高質(zhì)量基因組組裝和注釋,將為全球小麥育種提供一份重要資源。

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。川麥104高質(zhì)量基因組組裝這項突破性成果對于小麥種業(yè)發(fā)展有哪些重要意義?近日,記者進行了采訪。

川麥104染色體水平的高質(zhì)量基因組組裝圖。

彌補西南麥區(qū)特異生態(tài)區(qū)小麥參考基因組空白

在育種界,對一種生物進行基因組組裝,有助于幫助育種家更快速精準地找出目標基因,用于選育優(yōu)質(zhì)的品種。

為什么要選擇對川麥104這一小麥品種進行基因組組裝?

川麥104是楊武云研究團隊利用人工合成小麥基因資源,培育的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病抗逆、優(yōu)質(zhì)廣適、抗穗發(fā)芽等綜合性狀突出的突破性小麥品種。

在2012年同時通過國家和四川省品種審定后,川麥104逐漸成為西南地區(qū)種植面積最大的小麥品種,多次創(chuàng)下產(chǎn)量紀錄。

“選擇川麥104有兩個重要的原因。”論文第一作者、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所劉澤厚博士說。

川麥104作為西南麥區(qū)最具代表性的小麥品種,其基因組的組裝和發(fā)布,彌補了西南麥區(qū)特異生態(tài)區(qū)小麥參考基因組的空白。這意味著,小麥育種家可利用川麥104的基因組,選育出更多適合西南麥區(qū)的優(yōu)良品種。

另外,川麥104是人工合成小麥衍生品種,是現(xiàn)代小麥育種中的重要種質(zhì)資源。“目前,全球針對人工合成小麥衍生品種高質(zhì)量基因組組裝尚無相關(guān)報道,這一成果填補了這一空白,能夠幫助育種家更好地利用人工合成小麥的優(yōu)良基因。”劉澤厚說。

川麥104的高質(zhì)量基因組組裝,相當(dāng)于為全球小麥育種界“繪制”了一張人工合成小麥衍生品種基因位點地圖。業(yè)內(nèi)專家認為,這一成果為解析人工合成小麥的遺傳結(jié)構(gòu)和功能基因的發(fā)掘提供了大量可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),滿足育種家基因發(fā)掘、克隆、基因編輯等現(xiàn)代生物育種需要,選育出更優(yōu)質(zhì)的新品種。

川麥104基因組組裝驗證。

可望培育出更多突破性小麥新品種

突破性的小麥品種是實現(xiàn)小麥增產(chǎn)、助力新時代更高水平“天府糧倉”“裝滿糧、裝好糧”的關(guān)鍵。近年來,針對西南地區(qū)地形復(fù)雜,高濕寡照,季節(jié)性干旱、條銹病、白粉病危害重等問題,四川培育小麥新品種35個,為西南麥區(qū)品種更新?lián)Q代提供了支撐。

雖然育種取得顯著進展,但突破性品種和優(yōu)質(zhì)專用品種數(shù)量少。一個現(xiàn)實問題是,川麥104在生產(chǎn)上已推廣多年,至今尚未出現(xiàn)綜合性能全面超越川麥104的品種。

德陽廣漢市金魚鎮(zhèn)亭江社區(qū)鈺意家庭農(nóng)場已種植了十多年川麥104,面積達530畝。“這些年,川麥104的平均畝產(chǎn)穩(wěn)定在550公斤。雖然這一品種在四川依舊‘能打’,但在生產(chǎn)上也迫切需要新的‘血液’,實現(xiàn)更高的產(chǎn)量。”農(nóng)場負責(zé)人劉健說。

“川麥104作為主導(dǎo)四川多年的骨干品種,對四川小麥平均畝產(chǎn)上300公斤臺階作出了重要貢獻。”在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授郝明看來,川麥104基因組的發(fā)布,將有助于鞏固四川在人工合成小麥育種利用方面的全國領(lǐng)先地位。

楊武云表示,接下來,團隊將基于這項成果,進一步發(fā)掘川麥104中的優(yōu)異性狀基因,并進行基因克隆和育種利用。同時將創(chuàng)制的育種新材料盡快發(fā)放給育種家利用,爭取在川麥104的基礎(chǔ)上培育出更多突破性小麥新品種,更好地為全國小麥生產(chǎn)服務(wù)。

(圖片由受訪者提供)