歷時十年持續研究,中國農業科學院作物科學研究所刁現民研究團隊構建了首個黍稷高質量泛基因組和遺傳變異圖譜,發掘了139個黍稷重要農藝性狀相關位點和基因,為未來黍稷分子育種和培育突破性品種提供了理論基礎和技術路徑。
這是記者12月1日從中國農科院作科所了解到的消息。相關成果已在國際學術期刊《自然·遺傳學》發表。
中國農科院作科所研究員刁現民表示,黍稷也稱糜子、黍子、大黃米,是我國最早馴化的主要作物之一。隨著水稻、小麥和玉米等主糧作物的興起,黍稷逐漸成為非主要農作物,主要種植于亞洲和歐洲的半干旱地區。近年來,隨著氣候環境變化,農業面臨新挑戰。黍稷具有生長周期短、根系營養吸收能力強、需水量少、適應鹽堿環境等特點,受到廣泛關注,但由于缺乏系統性基礎研究,育種和產業發展一直受到制約。
據了解,該研究在對全球516份黍稷核心種質資源群體結構進行解析的基礎上,組裝了32份高質量基因組,系統解析了黍稷馴化和改良過程中基因組變異,并構建了首個黍稷泛基因組和迄今最全面的高質量基因組變異圖譜。這些成果為黍稷等禾谷類雜糧作物的研究利用提供了重要的數據基礎。
同時,該研究系統性解析了黍稷品種資源的群體結構、起源演化歷史與基因組馴化特征,為證實黍稷是中國單起源的作物、并通過我國西北地區傳入中亞和歐洲提供了有力證據。
中國科學院院士錢前、中國工程院院士張獻龍等專家表示,該研究通過應用高質量泛基因組等前沿技術,從分子水平證明了黍稷是中國起源作物,并構建了黍稷的重要種質及基因資源快速挖掘平臺,為進一步提高我國作物種質資源的有效利用提供了新的思路和方法,有助于保障國家糧食安全,提高農業競爭力。