山西在谷子功能基因組學(xué)研究領(lǐng)域取得重大突破

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)雜糧分子育種團(tuán)隊(duì)近日在國(guó)際植物領(lǐng)域頂級(jí)期刊Nature Plants（1區(qū)Top期刊，SCI影響因子13.256）發(fā)表論文。據(jù)悉，這是山西在Nature Plants以第一單位發(fā)表的首篇論文，也是近年來(lái)國(guó)際谷子研究領(lǐng)域發(fā)表的影響因子最高的論文。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

　　據(jù)了解，谷子通常是5月播種，10月收獲，一年一季，生長(zhǎng)周期要5個(gè)月左右。對(duì)于科研人員而言，5個(gè)月的等待是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。因此，模式植物體系的建立對(duì)于科研來(lái)說(shuō)意義重大?！昂娃r(nóng)民一樣，科研工作者也希望研究對(duì)象能夠長(zhǎng)得快一點(diǎn)?！痹撜n題科研人員、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)王興春教授介紹道，此次，團(tuán)隊(duì)成功培育出新的模式植物“xiaomi”，它的生育期只有2個(gè)月左右，株高僅30厘米左右，適合室內(nèi)大規(guī)模種植研究，大大縮短了高產(chǎn)禾谷類(lèi)作物科學(xué)研究的周期，并能提供大量的研究材料。

　　雜糧分子育種團(tuán)隊(duì)由我省高層次引進(jìn)人才韓淵懷教授于2010年組建，主要從事雜糧功能基因組學(xué)、氮磷高效利用的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、谷子優(yōu)異品質(zhì)形成的分子機(jī)制和谷子白發(fā)病抗性機(jī)制等研究。長(zhǎng)期以來(lái)，谷子品種選育主要依靠傳統(tǒng)育種方法，嚴(yán)重影響谷子品質(zhì)、抗逆育種。利用分子標(biāo)記輔助育種可以高效、精準(zhǔn)地開(kāi)展品質(zhì)及抗性等方面的育種，而分子育種的前提是要明確控制相關(guān)性狀的基因，這就需要通過(guò)功能基因組學(xué)的手段進(jìn)行分析。開(kāi)展功能基因組學(xué)需要基因組序列質(zhì)量高、生育期短的模式材料。因此，利用超早熟谷子“xiaomi”模式體系可以幫助科研人員發(fā)掘谷子中控制品質(zhì)、抗逆、耐貧瘠等特征的相關(guān)基因，進(jìn)而利用這些基因的分子標(biāo)記開(kāi)展谷子分子育種，培育米色好、口感好、保健功能強(qiáng)、抗逆、水肥高效且適于機(jī)械化栽培的優(yōu)質(zhì)谷子品種。

　　團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人韓淵懷教授介紹，此次論文發(fā)布的研究成果，是團(tuán)隊(duì)利用EMS誘變技術(shù)對(duì)山西省名優(yōu)谷子晉谷21進(jìn)行了誘變，從中篩選到超早熟突變體“xiaomi”。該成果還深入研究了谷子基因庫(kù)。團(tuán)隊(duì)利用二代、三代基因測(cè)序技術(shù)對(duì)該超早熟材料進(jìn)行了基因組測(cè)序和組裝，獲得了“xiaomi”高質(zhì)量參考基因組，構(gòu)建了全生育期基因表達(dá)圖譜和谷子多組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，更加明確基因表達(dá)的位置，不僅大大縮短育種進(jìn)程，提高育種效率，而且大幅降低育種成本，培養(yǎng)出更多優(yōu)良性狀，是國(guó)際第一個(gè)比較全面的數(shù)據(jù)庫(kù)，極大地方便了谷子功能基因組學(xué)研究，并且經(jīng)過(guò)大量摸索和嘗試，團(tuán)隊(duì)還建立起一套方便快捷、高效穩(wěn)定的農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系，使得“xiaomi”成為高產(chǎn)禾谷類(lèi)研究的理想模式植物體系。該體系將會(huì)極大地促進(jìn)谷子以及其他禾谷類(lèi)作物的功能基因組研究，對(duì)于發(fā)掘禾谷類(lèi)基因資源、高產(chǎn)禾谷類(lèi)植物高光效研究以及分子育種具有重要的意義。（沈佳）

　　轉(zhuǎn)自：山西日?qǐng)?bào)

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