近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所周美亮研究員團(tuán)隊(duì)與英國(guó)南安普頓大學(xué)雜糧作物中心Mark A. Chapman教授應(yīng)邀在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上發(fā)表了綜述性研究文章，系統(tǒng)概述了群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)方法在推動(dòng)未充分利用和雜糧作物科學(xué)研究及保障未來(lái)人類食物和營(yíng)養(yǎng)安全方面的應(yīng)用前景。
據(jù)周美亮研究員介紹，世界人口的增加和環(huán)境氣候的變化，為實(shí)現(xiàn)2030年全球零饑餓計(jì)劃帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。主要糧食作物應(yīng)對(duì)氣候變化和極端環(huán)境的耐受力有限，飲食同質(zhì)化造成隱性饑餓的風(fēng)險(xiǎn)增加。相對(duì)而言，未充分利用和雜糧作物通常具有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和更好的環(huán)境適應(yīng)能力，是未來(lái)作物改良的重要基因資源，開(kāi)發(fā)潛力巨大。但是當(dāng)前全球?qū)@些作物的研究和投入極度不足，嚴(yán)重制約了其深度開(kāi)發(fā)和利用。
該文章指出，相比于主要糧食作物，雜糧作物關(guān)鍵基因挖掘和基因組學(xué)信息缺乏，在一定程度上制約了其遺傳改良進(jìn)程。近年來(lái)，群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)等基因組學(xué)技術(shù)在雜糧作物中的應(yīng)用逐漸增多，在研究雜糧作物特有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如燕麥的β-葡聚糖、蕎麥的黃酮和食用豆的脂質(zhì)等）合成以及獨(dú)特的抗逆性（如谷子的抗旱性等）方面發(fā)揮了推動(dòng)作用。同時(shí)還對(duì)雜糧作物基因組研究的發(fā)展策略進(jìn)行了展望：即在參考基因組的基礎(chǔ)上，通過(guò)群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)挖掘與雜糧作物優(yōu)異農(nóng)藝和品質(zhì)性狀相關(guān)的候選基因，并通過(guò)分子標(biāo)記輔助育種和雜交育種等手段有效地篩選和培育新的優(yōu)異種質(zhì)資源，為提高雜糧作物甚至主要糧食作物的抗逆水平和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供遺傳基礎(chǔ)。
該論文同時(shí)也建議為了應(yīng)對(duì)全球人口數(shù)量逐漸增加、食物多樣化需求日益增長(zhǎng)和極端氣候環(huán)境變化等各種不確定因素風(fēng)險(xiǎn)，各國(guó)應(yīng)當(dāng)更加重視雜糧作物種質(zhì)資源的調(diào)查收集、遺傳多樣性保護(hù)、基因型和表型的精準(zhǔn)鑒定以及種質(zhì)資源的直接開(kāi)發(fā)與利用，以確保雜糧作物作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備基因庫(kù)能夠應(yīng)對(duì)全球人口增長(zhǎng)和氣候變化所帶來(lái)的食物安全和營(yíng)養(yǎng)同質(zhì)化的挑戰(zhàn)。
周美亮研究員為該論文的通訊作者，Mark A. Chapman教授為第一作者，作科所博士后何毓琦為第二作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-雙子葉雜糧高效育種技術(shù)與品種創(chuàng)制、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18021
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