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武汉植物园深挖小麦可利用的遗传资源,促进改良现有栽培种

来源: 中国日报网
2022-10-08 13:14 
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中国日报10月8日电(记者 张之豪)种质库中包含了丰富的植物种质资源(plant genetic resources,PGR),其中蕴藏着各种潜在可利用基因。然而大部分的植物种质资源在当前的农业环境中表现不佳,比如小麦种质库中的大多数品种都对目前普遍存在的各种植物疾病表现为易感,因此影响了育种家们对其育种价值的公正评估。之前育种家们通常是通过现有的主要栽培品种和其亲缘关系较近的"外来"品种杂交以挑选出相对优良的品种,但是这种策略最终导致丢失了大量遗传多样性,使资源变得很窄。因此如何挖掘种质库中的有利遗传资源并应用于育种,即高效评估丰富植物种质资源的育种价值是提高现代育种水平和育种效率的关键。

近日,Nature Genetics在线发表了由Albert W. Schulthess(德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所,IPK),Sandip M. Kale(丹麦嘉士伯实验室)和刘芳(中国科学院武汉植物园)合作完成的题为"Genomics-informed pre-breeding unlocks the diversity in genebanks for wheat improvement"的研究成果。

该研究通过整合和分析小麦种质库中的种质资源(PGR)、目前欧洲主要种植的冬小麦精英品种(Elite),以及它们杂交的F1代杂合子数据,发现1)相对于种质资源,冬小麦精英品种具有良好的抗病性(条锈病,叶锈病和白粉病等)是因为它具有大片段的基因渗入;2)尽管大部分种质资源抗性表现不佳,但仍能检测到尚未在育种中利用的潜在抗性来源供体;3)提出了一种高效评估植物种质资源的育种价值的新策略,该策略利用一个较小的Elite×PGR杂交群体,然后通过基因组预测可推断出数千种种质资源的育种价值。

该研究提出了一个基于基因组信息且普遍适用的新策略,以缩小种质遗传资源库的管理和利用之间的鸿沟,该方法策略可以补充和完善现有方法,也可以与其他方法相结合,以加强对种质资源的利用,为现有栽培种的改良提供重要理论基础。

【责任编辑:刘世东】
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