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野生大豆基因组解析

日期:2019-03-19 作者:上海迈其生物科技有限公司 来源:http://www.microgene.com.cn/

位于深圳的生物技术公司华大基因与香港中文大学的联合科研团队成功解析了野生大豆基因组,这一研究成果将有助于大豆的品种改良和优化。相关论文北京时间14日下午6时发表于《自然·通讯》杂志(Nature Communications)。

作为中国乃至全球第四大优质高营养的粮食作物,大豆有极高的经济和战略价值。公开数据显示,2017年中国进口大豆达9600万吨,占消费总量87%,其中约30%产自美国。



巨大的供需缺口反映出当前中国本土大豆育种改良的紧迫性。当前国产大豆在种植单产、品种品质、产业效益方面暂时还未取得突破性进展。形成这些困境的主要原因包括三点:基因资源缺乏、育种技术落后、缺乏规模化的新技术育种平台。

基因资源缺乏,其深层次原因,是我们对野生资源的收集保护和利用的重视度不够,从而导致野生资源匮乏,育成品种的遗传基础狭窄,遗传性状不稳定且环境适应性差。总之,匮乏的基因源严重限制了大豆新品种的育种进展。

育种技术落后成因比较复杂,其中最集中的体现是在大豆传统杂交育种及三系配套育种方面,存在选择效率低、育种周期长、人工成本高以及缺少高配组合不育系等问题。

在已经找到一些大豆重要农艺性状的标记或基因的情况下,规模化的新技术育种平台是进行高效育种实践必备的,平台的缺失大大限制了大豆基因资源在育种中的高效利用。



野生大豆含有丰富的基因资源,可用于提升栽培大豆抗逆性、种子蛋白质和次级代谢产物含量等农艺性状,是大豆品种改良的天然宝库。在该项研究成果中,香港中文大学与华大基因的联合科研团队利用第三代测序技术,绘制出当前最优质的野生大豆基因组图谱。基于此套基因组数据集,研究人员通过与已有栽培大豆基因组比较分析发现,野生大豆与栽培大豆存在显著的遗传结构差异,这些差异在大豆优势性状相关基因定位研究、育种实践方面具有重要参考价值和指导意义。

为应对大豆育种的困境,早在2017年6月20日 ,深圳国家基因库和国家大豆改良中心共同发起的“大豆回家”公益专项计划启动。该项目旨在全面提升大豆育种水平和育种效率,培育高产、稳产、优质、抗逆性强的新品种,推广利用新兴技术和新兴栽培模式,强化相关机制机理研究,驱动大豆种业、产业发展,催生一批基础和颠覆性创新科研成果。截至目前,该专项已完成3500份野生大豆的种质资源数字化,并将于未来2-3年内完成4500份涵盖野生和栽培大豆的种质资源杂交组合及完成在南方、东北、黄淮三个生态区的表型数据采集,当前已启动600个组合的测序与分析。该项目将为深入解析大豆育种相关优良性状、推动大豆高效育种提供坚实的遗传基础。

作为大豆原产地,中国拥有全球90%以上野生大豆种质。推动大豆种业、产业升级,以及保障粮食安全,中国本土大豆种质资源的发掘和利用势在必行。

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