澎湃(pai)新(xin)闻从中国(guo)农业科学院深圳农业基因组研究所(suo)获悉，6月17日，国(guo)际顶尖期刊(kan)《自然(Nature)》刊(kan)登了中国(guo)农业科学院深圳农业基因组研究所(suo)（岭(ling)南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）联合英(ying)国(guo)约(yue)翰·英(ying)纳斯中心(John Innes Centre)等国(guo)内外多家(jia)优(you)势单位完成的最新(xin)研究成果。该研究构(gou)建了目前最全面的小麦群体基因组变(bian)异图谱、表型组变(bian)异图谱，并进一步结合丰富的群体遗传资源开展了系统的小麦性状和基因发掘研究。
该研究发现了小麦氮高效利用新(xin)基因、高产(chan)抗倒伏新(xin)基因、籽粒钙含量(liang)高优(you)质基因、抗稻瘟病(bing)和叶斑病(bing)的新(xin)基因等，这些新(xin)的基因和变(bian)异位点为培育小麦优(you)良新(xin)品种打下了坚实的基础。该研究打通(tong)了小麦从基因组解码到育种设计(ji)的全链条贯穿体系，为全球(qiu)小麦基础科研和育种产(chan)业应用奠定了重要(yao)的里程碑。
2022年4月10日，郑(zheng)州，黄河滩区的小麦育种基地，麦田里的麦苗。视觉中国(guo) 资料图
小麦是最主要(yao)的全球(qiu)性粮食作物之(zhi)一，是人类获取能量(liang)和营养的重要(yao)来源。面对当前全球(qiu)人口不(bu)断增长和环境气候复杂多变(bian)、小麦新(xin)品种培育的遗传增益效应逐(zhu)渐减缓等一系列挑战，科学家(jia)亟需找到一条高效、精准的小麦育种之(zhi)路，以培育高产(chan)优(you)质的小麦新(xin)品种，保障粮食安全和发展可持(chi)续(xu)农业。追溯作物进化和驯(xun)化过程中已形成的遗传和表型多样性，解码和发现小麦优(you)异性状和变(bian)异，连接目标遗传位点和育种田间真实表现，构(gou)建小麦全基因组设计(ji)育种所(suo)必需的源头数据资源和平台技术工具，是突破小麦育种障碍，培育新(xin)一代高产(chan)优(you)质小麦品种的必然之(zhi)路。
基因组所(suo)程时锋(feng)团队先后(hou)从英(ying)国(guo)约(yue)翰·英(ying)纳斯中心引进了上千份优(you)异的小麦核心种质资源，其中包含百年前收集(ji)于欧洲、亚洲和非洲32个国(guo)家(jia)的827份地方品种。研究团队综合利用基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学等前沿技术手段(duan)，找回(hui)了现代小麦品种丢失的遗传多样性宝库，并验证(zheng)其功能和育种价值。研究发现，现代小麦品种经过长期的人工定向(xiang)选择，仅来自7个祖(zu)先群中的2个，67%以上的遗传多样性丢失。这一惊讶的发现表明，现代核心小麦资源遗传背景狭窄，品种单一，选育品种同质化严重，现代小麦育种的遗传增益的潜能极其有限，难以应对未来人口持(chi)续(xu)增长和极端气候不(bu)断变(bian)化的复杂形势。程时锋(feng)团队的研究系统验证(zheng)了大量(liang)未被利用的优(you)异变(bian)异的功能和育种价值，并挖掘到调控小麦高产(chan)、氮高效利用、适(shi)应性和营养品质的新(xin)基因和关键的有利变(bian)异位点，开发了大数据资源和技术工具，并提出了小麦全基因组设计(ji)育种的4D策略（Decode解码，Discover发现，Design设计(ji)， Deliver实现），为真正实现小麦从基因组到育种（G2B，Genomics to Breeding）的全链条贯通(tong)提供了系统解决(jue)方案(an)。
该研究成果是全球(qiu)小麦科学研究工作的一个重要(yao)里程碑，将大大促进小麦甚(shen)至整(zheng)个作物科学领域的基因组设计(ji)育种的步伐，为现代小麦育种贡献(xian)了中国(guo)智慧和中国(guo)力量(liang)。