作物育种研究策略详解

农作物为人类在地球上的生存繁衍提供了最基本的保障，是人类长期的经验积累和智慧的结晶。随着高通量测序技术的快速发展，农作物物种种质资源库的数据也变得越来越丰富。繁忙的秋收已过，季节更替，初冬已悄然走来。在天气晴朗的午后，捧一杯暖茶，同小编一同回顾下今年已发表的作物合作文章有哪些吧~

众所周知，高产优质品种的选育是作物育种的首要目的，对后续农业发展及生产具有十分重要的意义。以上文章采用重测序、基因组、泛基因组、转录组等多种研究方式，通过研究该物种的历史进化过程，对其重要的遗传变异信息或相关优良性状进行挖掘，为后续的遗传研究与分子育种提供了宝贵资源。

WGS揭示强优势杂交水稻亲本遗传差异

期刊：Nature Communications   

 发表时间：2020年9月

本研究用亲本变异差异频率（FPVDs）筛选决定三系和两系杂交稻杂交优势的基因。在三系杂交稻中检测到98个位点，包括一些已知的控制农艺性状的关键基因，如调控抽穗期的基因 hd3a，Ehd2，Ehd4，多效基因 Ghd7，调控穗粒数的基因 Gn1a，穗分支控制基因 LAX1，矮化基因 Sd1 等。在两系杂交稻中检测到36个位点，包括控制开花时间的 OsCOL4，白叶枯病抗性相关的 OsWRKY71 和 OsHPL2。此外，作者通过基因存在/缺失变异（PAV）分析，发现红莲型杂交稻不育系珞红3A和珞红4A的7号染色体缺失了镉吸收相关的基因 OsNramp5，对培育新的低镉水稻品种具有重要意义。

WGS揭示小麦亚基因组选择的不对称性

期刊：Molecular Plant    发表时间：2020年9月

本研究通过选择分析检测了育种过程中的选择信号，发现淀粉合成相关基因在小麦增产的遗传改良过程中受到了强烈的选择。通过 KEGG 富集分析，发现A亚基因组中受选择的基因富集在淀粉代谢通路，B亚基因组富集在生物合成和代谢通路，D亚基因组主要富集在植物激素信号通路。在染色体水平和基因层面也表现出强烈的选择非对称性。进一步对小麦3个育种阶段的品种进行表型比较分析，发现随着育种进程的推进产量性状在逐渐提升。

小麦抗赤霉病基因Fhb7的水平转移及功能研究

期刊：Science   发表时间：2020年4月

Fhb7 是长穗偃麦草中抗赤霉病的主效基因。本研究通过二代、三代、Bionano 和 Hi-C 测序技术对二倍体长穗偃麦草进行了基因组组装，并在该基因组基础上，结合QTL、构建 BAC 克隆和转录组等方法，成功克隆了抗小麦赤霉病基因 -Fhb7，开发了 Fhb7 分子标记并对其进行了精细定位。作者又进一步结合病毒诱导基因沉默（VIGS）、EMS 诱变和转基因技术等功能验证分析，阐明了 Fhb7 的遗传进化机理与抗病功能分子机理。

野生二粒小麦同域物种形成机制研究

期刊：PANS    发表时间：2020年3月

本研究通过小麦 55K 基因芯片，基因组重测序（Illumina HiSeq X ten），全长转录组（PacBio）等测序策略对168份野生二粒小麦进行进化研究。发现该物种分化出三个独立分化的种群，这三个种群虽起源于同一个祖先群体，但群体结构分析和进一步的群体间杂交试验证明种群间产生了生殖隔离，并演化出不同的抗白粉病或辐射适应能力。

油菜泛基因组揭示油菜生态型分化的结构变异基础

期刊：Nature Plants    发表时间：2020年1月

油菜在不同种质和生态型中存在着广泛的基因组和表型变异，本研究利用二代、三代、Hi-C 和 Bionano数据，获得了8个甘蓝型油菜高质量参考基因组，并结合以前发表的 Darmor 基因组构建了油菜泛基因组。基于泛基因组图谱构建得到的油菜统一的基因索引，结合油菜巣式关联作图群体，SNP-GWAS 和 PAV-GWAS分析研究了与角果长、粒重和开花时间3个产量性状相关的基因。诺禾致源作物多组学——助力育种研究新模式
随着测序技术的发展和分析方法的不断完善，多组学越来越受科研者的青睐，它汇聚了多种现代信息和生物技术，如基因组、转录组和重测序等，可对生物样本进行系统研究，同时将各组学的数据加以整合分析并深入挖掘生物学问题。作物多组学能从不同层面、不同角度研究作物性状，精准定位性状基因，是作物分子育种、杂种优势研究的一把利刃。
诺禾致源展台设置

第十九届中国作物学会学术年会于2020年11月8日-11日在湖北武汉召开。诺禾致源在本次会议中也会设立独立展台（20号展台），届时欢迎各位学者前来一起进行学术探讨，共享作物科学学术交流盛宴。目前作物研究部的小伙伴们已准备好，整装待发，期待与您相约武汉！

往期精彩回顾

全基因组关联分析新方向 —— SV-GWAS（下）【新品上市】喂，你是什么“品种”—— 基于 SNP 位点的品种鉴定合作文章 | 重测序揭秘水稻杂种优势
合作文章 | 重测序揭示小麦育种“印记”Science项目文章｜小麦抗赤霉病基因Fhb7的水平转移及功能研究动植物合作组       王德芬 | 文案
孙翠翠丨编辑
图片来源于网络，侵删

---