開(kāi)始于20世紀(jì)60-70年代的農(nóng)業(yè)綠色革命，讓主要糧食作物水稻、小麥等在產(chǎn)量上實(shí)現(xiàn)巨大飛躍，然而育種過(guò)程中的偏好性選擇，也正帶來(lái)不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)。
記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）獲悉：近日，該所程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)與英國(guó)約翰·英納斯中心等國(guó)內(nèi)外多家優(yōu)勢(shì)單位合作發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代小麥品種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工定向選擇，僅來(lái)自于7個(gè)祖先群中的2個(gè)，而其他5個(gè)祖先群體則包含了大量未被利用的遺傳變異?，F(xiàn)代小麥品種中67%以上的遺傳多樣性丟失。這一驚訝的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代核心小麥資源遺傳背景狹窄，品種單一，選育品種同質(zhì)化嚴(yán)重，現(xiàn)代小麥育種的遺傳增益的潛能極其有限，難以應(yīng)對(duì)未來(lái)人口持續(xù)增長(zhǎng)和極端氣候不斷變化的復(fù)雜形勢(shì)。
小麥?zhǔn)亲钪饕娜蛐约Z食作物之一，面對(duì)當(dāng)前全球人口不斷增長(zhǎng)和環(huán)境氣候復(fù)雜多變、小麥新品種培育的遺傳增益效應(yīng)逐漸減緩等一系列挑戰(zhàn)，利用豐富的全球多樣性種質(zhì)資源，加快培育更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，對(duì)保障糧食安全至關(guān)重要?！白匪葑魑镞M(jìn)化和馴化過(guò)程中已形成的遺傳和表型多樣性，解碼和發(fā)現(xiàn)小麥優(yōu)異性狀和變異，連接目標(biāo)遺傳位點(diǎn)和育種田間真實(shí)表現(xiàn)，構(gòu)建小麥全基因組設(shè)計(jì)育種所必需的源頭數(shù)據(jù)資源和平臺(tái)技術(shù)工具，是突破小麥育種障礙、培育新一代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種的必然之路。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員程時(shí)鋒表示。
努力攀登科學(xué)高峰，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)引進(jìn)了英國(guó)約翰·英納斯中心保藏的百年前收集的來(lái)自世界三十多個(gè)國(guó)家的全套小麥種質(zhì)資源（827份A.E. Watkins小麥地方品種，下稱沃氏小麥；和220份全球現(xiàn)代品種）。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)綜合利用基因組學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和分子生物學(xué)等前沿技術(shù)手段，找回了現(xiàn)代小麥品種丟失的遺傳多樣性寶庫(kù)，并驗(yàn)證了其功能和育種價(jià)值。
與此同時(shí)，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)的研究系統(tǒng)驗(yàn)證了大量未被利用的優(yōu)異變異的功能和育種價(jià)值，并挖掘到調(diào)控小麥高產(chǎn)、氮高效利用、適應(yīng)性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的新基因和關(guān)鍵的有利變異位點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了大數(shù)據(jù)資源和技術(shù)工具，并提出了小麥全基因組設(shè)計(jì)育種的4D策略（Decode解碼，Discover發(fā)現(xiàn)，Design設(shè)計(jì)， Deliver實(shí)現(xiàn)），為真正實(shí)現(xiàn)小麥從基因組到育種的全鏈條貫通提供了系統(tǒng)解決方案。
“Watkins（沃氏）小麥地方品種群體收集于綠色革命之前，這些品種未經(jīng)現(xiàn)代育種程序的大規(guī)模篩選，因而保留了許多潛在的、有益的遺傳變異。”中國(guó)科學(xué)院院士李家洋表示，在程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到的七萬(wàn)多個(gè)單倍型變異中，有將近67%是現(xiàn)代品種已丟失。這些Watkins小麥獨(dú)有的單倍型變異含有大量未被利用的優(yōu)異等位基因，對(duì)未來(lái)的小麥遺傳改良具有不可估量的潛在價(jià)值，可用于培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆及適應(yīng)氣候變化的小麥新品種。這一成果理論和實(shí)踐相結(jié)合，是近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域國(guó)際合作的一個(gè)成功案例，實(shí)現(xiàn)了“技術(shù)走出去”與“資源引進(jìn)來(lái)”的有機(jī)結(jié)合，合作成果受到國(guó)際同行的一致好評(píng)。Watkins小麥地方品種群體這一寶貴種質(zhì)資源的引入，將為拓寬我國(guó)小麥的遺傳基礎(chǔ)、提高我國(guó)小麥的遺傳多樣性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；未來(lái)將這些優(yōu)異基因應(yīng)用到小麥育種中，培育創(chuàng)新型小麥新品種，將推動(dòng)我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
據(jù)了解，相關(guān)研究成果6月17日發(fā)表于國(guó)際頂尖期刊《自然(Nature)》。
