2021年2月21日，中央一号文件提出，开展种源“卡脖子”技术攻关，打好种业翻身仗。习近平总书记提到“一粒种子可以改变一个世界，一项技术能够创造一个奇迹”。农业是基础的产业，种子就是农业的“芯片”，如何打好种业翻身仗？其中育种基础研究，培育具有自主知识产权优良品种是基础也是关键环节。近年来，我国科学家在畜牧和作物分子育种的基础研究领域取得了重大进展，突破了一系列重要科学问题和关键技术，与育种企业形成良好的产学研模式。科研人员基于高通量测序从基因组图谱到基因挖掘、分子育种的全线贯穿，育种效率提升上百倍甚至千倍，育种周期缩短到原来的三分之二。
在农业领域中，基于高通量测序的动植物基因组学研究主要涉及全基因组、基因组重测序、RNA、小RNA、单细胞等测序方法，测序物种涵盖粮食作物、蔬菜、水果、家禽、家畜、鱼类、模式动物、昆虫等多类型，研究方向涵盖了育种过程中基因组和基因挖掘的基础研究，也涵盖了探索分子育种高效的产业转化。高通量测序技术助力揭示生菜驯化历程及相关遗传性状之谜4月12日，深圳华大生命科学研究院、荷兰遗传资源中心、深圳国家基因库、华中农业大学等多家单位合作，在 Nature Genetics 杂志发表题为“ Whole-genomeresequencing of 445 Lactuca accessions reveals the domestication history ofcultivated lettuce ”的研究论文，对来自全球47个国家的445份生菜种质资源展开全基因组重测序工作，囊括了生菜的所有栽培类型及主要野生近缘育种材料。全面揭示了栽培生菜的完整驯化进程，并对生菜的种质资源结构、重要农艺性状和抗病基因来源进行了探索研究，为生菜育种提供了丰富的数字化资源。
研究团队通过系统进化分析发现，所有栽培生菜都源自一次独立的驯化事件。对主成分分析和群体结构进行解析，栽培生菜与高加索地区、两河流域的野莴苣居群具有最近的遗传距离。由此推断，栽培生菜极有可能起源于高加索地区、两河流域。
图 1 栽培生菜（图中绿色所示）与野生近缘种的群体分析
通过有效群体大小分析发现，距今1万年栽培生菜和野莴苣均经历了种群收缩，可能由环境剧烈变化所致。而从公元前4000年开始，栽培生菜有效群体大小出现了更为剧烈的下降，暗示着生菜正在经历人工驯化。在被人类驯化之后，生菜先传播到古埃及并逐渐演变为如今的油用生菜。在古罗马时代传到南欧地区，与当地的野莴苣杂交之后，开始作为叶用生菜种植食用。
栽培生菜最早自高加索地区、两河流域的野莴苣（图中红色方框）驯化而来，接着传入古埃及并培育出油用生菜，之后传入南欧地区才出现最古老的叶用生菜—直立生菜，因为在古罗马地区广泛种植又称罗马生菜。研究项目基于BGISEQ-500测序平台，实现优质种质资源引进、资源数字化、重要功能基因挖掘，一举多得的推进我国在生菜资源搜集和科学研究的综合水平。中国农业大学胡晓湘教授团队与华南农业大学吴珍芳教授团队合作，基于MGISEQ-2000测序平台，开发了畜禽全套低深度测序分析流程，并进行猪重要经济性状遗传结构的解析，研究成果以题为“Accelerated deciphering of the genetic architecture of agriculturaleconomic traits in pigs using a low-coverage whole-genome sequencing strategy”发表在国际期刊Gigascience。
研究首次建立了适用于低深度全基因组测序的BaseVar-Stitch基因分型流程（图1），以极低成本获得了目前杜洛克猪最大群体 (2869头) 的高密度SNP标记集 (11.7M)，用三种不同方法评估的分型准确性均超过99%，证明了本研究创制的大样本无参自我填充策略相较于传统基于小样本高深度数据填充，具有显著先进性。
同时，研究对21个猪重要经济性状进行了全基因组关联分析和遗传结构解析，并系统评估人工选择在杜洛克猪育种过程中对基因组结构产生的影响。
研究项目论证了基于华大智造平台的低深度全基因组测序技术在没有优质参考单倍型数据库的畜禽物种中的高效高质填充方法，解决了育种中重要的“卡脖子”问题，展示了在功能基因定位和重要经济性状遗传结构解析中的巨大优势，为种业振兴行动方案提供了育种理论依据。为助力农业领域基础科学研究和分子育种产业转化，华大智造将举办首期「MGI农业基因组学应用」网络研讨会——MGI高通量测序技术助力分子育种技术从科研到产业转化，为大家分享基于测序的全基因组选择技术和MNP标记在农业育种中的应用和策略建议，探讨基于MGI测序技术的育种基础研究探索之路和科研产业转化之道，振兴中国种业发展。期待您的关注！
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