西南种植面积最大的小麦品种基因“画像”完成，将会带来什么？丨奋力谱写中国式现代化四川新篇章

川麦104。

四川在线记者 阚莹莹

近日,国际学术期刊《自然》(Nature)子刊《科学数据》(Scientific Data)正式发表四川省农业科学院作物研究所杨武云研究团队题为《人工合成小麦衍生品种川麦104染色体水平的组装》的研究论文。研究团队完成人工合成小麦衍生品种川麦104的高质量基因组组装,为全球小麦育种界“绘制”了一张人工合成小麦衍生品种基因位点地图。

《科学数据》审稿专家认为,这项成果描述了第一个人工合成六倍体小麦高质量基因组组装和注释,将为全球小麦育种提供一份重要资源。

种子是农业的“芯片”。川麦104高质量基因组组装这项突破性成果对于小麦种业发展有哪些重要意义?近日,记者进行了采访。

川麦104染色体水平的高质量基因组组装图。

弥补西南麦区特异生态区小麦参考基因组空白

在育种界,对一种生物进行基因组组装,有助于帮助育种家更快速精准地找出目标基因,用于选育优质的品种。

为什么要选择对川麦104这一小麦品种进行基因组组装?

川麦104是杨武云研究团队利用人工合成小麦基因资源,培育的高产稳产、抗病抗逆、优质广适、抗穗发芽等综合性状突出的突破性小麦品种。

在2012年同时通过国家和四川省品种审定后,川麦104逐渐成为西南地区种植面积最大的小麦品种,多次创下产量纪录。

“选择川麦104有两个重要的原因。”论文第一作者、四川省农业科学院作物研究所刘泽厚博士说。

川麦104作为西南麦区最具代表性的小麦品种,其基因组的组装和发布,弥补了西南麦区特异生态区小麦参考基因组的空白。这意味着,小麦育种家可利用川麦104的基因组,选育出更多适合西南麦区的优良品种。

另外,川麦104是人工合成小麦衍生品种,是现代小麦育种中的重要种质资源。“目前,全球针对人工合成小麦衍生品种高质量基因组组装尚无相关报道,这一成果填补了这一空白,能够帮助育种家更好地利用人工合成小麦的优良基因。”刘泽厚说。

川麦104的高质量基因组组装,相当于为全球小麦育种界“绘制”了一张人工合成小麦衍生品种基因位点地图。业内专家认为,这一成果为解析人工合成小麦的遗传结构和功能基因的发掘提供了大量可靠的数据基础,满足育种家基因发掘、克隆、基因编辑等现代生物育种需要,选育出更优质的新品种。

川麦104基因组组装验证。

可望培育出更多突破性小麦新品种

突破性的小麦品种是实现小麦增产、助力新时代更高水平“天府粮仓”“装满粮、装好粮”的关键。近年来,针对西南地区地形复杂,高湿寡照,季节性干旱、条锈病、白粉病危害重等问题,四川培育小麦新品种35个,为西南麦区品种更新换代提供了支撑。

虽然育种取得显著进展,但突破性品种和优质专用品种数量少。一个现实问题是,川麦104在生产上已推广多年,至今尚未出现综合性能全面超越川麦104的品种。

德阳广汉市金鱼镇亭江社区钰意家庭农场已种植了十多年川麦104,面积达530亩。“这些年,川麦104的平均亩产稳定在550公斤。虽然这一品种在四川依旧‘能打’,但在生产上也迫切需要新的‘血液’,实现更高的产量。”农场负责人刘健说。

“川麦104作为主导四川多年的骨干品种,对四川小麦平均亩产上300公斤台阶作出了重要贡献。”在四川农业大学副教授郝明看来,川麦104基因组的发布,将有助于巩固四川在人工合成小麦育种利用方面的全国领先地位。

杨武云表示,接下来,团队将基于这项成果,进一步发掘川麦104中的优异性状基因,并进行基因克隆和育种利用。同时将创制的育种新材料尽快发放给育种家利用,争取在川麦104的基础上培育出更多突破性小麦新品种,更好地为全国小麦生产服务。

(图片由受访者提供)