中英科学家找回丢失的小麦遗传多样性,赋予现代育种以力量

都市科技网 网络 2024-06-19 10:43:50
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由中国和英国科学家领导的一项合作研究显示,在一个历史悠久的小麦收藏中发现的至少60%的遗传多样性未被利用,这为改良现代小麦和实现粮食安全提供了前所未有的机会。

这项由中国农业科学院深圳农业基因组研究所和英国约翰·英尼斯中心以及其他研究机构联合开展的研究发表在最新一期的学术期刊《自然》上。

小麦是人类最重要的全球粮食作物之一。中国首席科学家程世峰表示,面对全球人口持续增长、复杂的气候变化和小麦新品种培育逐渐放缓等一系列挑战,科学家迫切需要找到高效、精确的小麦育种方法,培育高产、优质的新品种。

程的团队从英国引进了一批具有历史意义的小麦,这些小麦收集于20世纪20年代和30年代,来自32个国家,现在世界上任何地方都不再种植了。中国各地都进行了实验,并对近百年的小麦和现代小麦品种进行了比较分析。

通过使用基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学等前沿技术,科学家构建了小麦基因组变异图谱,并揭示了现代小麦品种通过长期人工选择已经丧失了60%以上的遗传多样性。

约翰·英尼斯中心的小组组长西蒙·格里菲斯说:“这项研究中发现的缺失的60%富含有益基因,我们需要这些基因来可持续地养活人们。”

“我们可以追溯现代小麦品种中丢失的大量新颖、功能和有益的多样性,现在有机会将它们添加回育种计划的精英中,”程说。

此外,研究小组还在小麦中发现了高产、高钙、抗倒伏、高效利用氮、抗稻瘟病和叶斑病的新基因和数千个遗传变异位点。他们开发了基因组学和遗传学资源以及用于小麦研究和育种的新工具。

“这项研究对未来小麦的遗传改良具有巨大的潜力,可用于培育高产、优质、抗逆和适应气候变化的新小麦品种,”中国科学院院士李家洋说。

另一位中国科学院院士千千评论说,这一惊人的发现为小麦育种提供了重要的启示和指导,并为种质资源的创新利用提供了宝贵的遗传信息。

“这项研究为利用古代种质资源改进现代小麦育种开辟了无限的可能性。这对中国乃至世界小麦育种具有划时代的意义,”华南农业大学教授楚蔡程说。