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研究:大規模基因組學將提高小麥的産量,氣候適應能力和質量
來源:國家圖書文獻中心 發布時間:2019-09-29

利用2018年发布的完整小麦基因组图谱,再结合来自多个国家的小麦育种系的现场测试数据,一个国际科学家团队已经确定了重要的小麦产量和抗病性新的染色体区域,并创建了可免费获取的遗传资源 40,000多个小麦品系的信息和标记。

该结果26日在《自然遗传学》(Nature Genetics)上报道,该结果将加快全球努力,以培育更具生产能力和气候适应力的面包小麦,这是世界粮食安全的重要作物,受到温度升高,真菌病原体快速发展以及更频繁的威胁国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)的小麦科学家,新研究的第一作者Philomin Juliana说,干旱。

朱莉安娜说:“这项工作直接将小麦基因组参考图与小麦谱系以及来自CIMMYT全球小麦育种网络的大量田间数据联系起来。” “该网络反过来又与全球200多个育种计划和研究中心相连,并为世界近一半的麦地上播种的品种的产量和其他关键性状做出了贡献。”

作爲超過25億人的主食,小麥提供了全球人類飲食熱量和蛋白質的20%,對于北非和南亞等地區億萬窮人的營養和糧食安全至關重要。

CIMMYT小麦育种专家,研究的相应作者Ravi Singh表示:“当今的农民和社会面临着养活不断增长的快速城市化人口的新挑战,而小麦是这一问题的集中体现。” “较高的温度阻碍了主要小麦产区的单产,极端天气事件屡见不鲜,农作物疾病正在蔓延并变得更加致命,土壤和水正在枯竭。”

朱莉安娜(Juliana)說,這項研究結果爲應用基因組選擇方法鋪平了道路,這種方法已經改變了奶牛飼養業,從而提高了小麥的育種效率。

朱莉安娜说:“分子标记的使用越来越便宜;同时,涉及数千代小麦植物的田间测试和选择成本很高。” “基于全基因组标记的选择可以帮助育种者准确地识别早期育种的优良品系,并在温室中测试幼苗,从而补充和简化田间试验。”

這項新的研究發現,基因組選擇對于提高小麥的最終用途質量和抗莖鏽病尤其有效,莖鏽病的病原菌已經以高毒力的新種進化並傳播。

CIMMYT全球小麦计划的负责人汉斯-约阿希姆·布劳恩(Hans-Joachim Braun)表示,这项新研究还记录了CIMMYT及其合作伙伴在全球范围内进行公共育种工作的有效性,表明改良后的小麦品种已经积累了有利于提高单产的多个基因变异。

“這項國際合作是世界上最大的由政府資助的小麥育種計劃,它使全世界的農民受益,並提供高質量的小麥品系,這些小麥品系直接釋放給無法運行成熟小麥的國家(例如阿富汗)繁殖計劃。”

布勞恩說,這項研究結果有望爲將來的小麥基因發現,分子育種和基因編輯提供支持。

高産和具有氣候適應力的小麥品種將與資源效率更高的耕作系統一起,構成EAT-Lancet委員會最近關于轉變全球食品體系的建議的策略3中所述的可持續集約化糧食生産的關鍵組成部分。大規模基因組學將在開發這些品種並保持領先于氣候和疾病的糧食安全威脅方面發揮關鍵作用。


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