北京时期2024年6月17日23时，国际顶尖期刊《当然（Nature）》刊登了中国农业科学院深圳农业基因组盘考所（岭南当代农业科学与技巧广东省实验室深圳分中心）长入英国约翰·英纳斯中心(John Innes Centre)等国表里多家上风单元完成的最新盘考结果，题为“Harnessing Landrace Diversity Empowers Wheat Breeding（利用地方品各类种性助力当代小麦育种）”。

原文伙同：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07682-9

小麦、水稻和玉米是世界上最遑急的三种食粮作物。与其他两种作物不同的是，普通小麦是基因组大小约为15Gb的异源六倍体，基因组越过复杂且重大，是水稻基因组的40多倍，其基因组和遗传育种盘考被誉为作物界的“珠穆朗玛峰”。

该项结果完成了近千份来倨傲家32个国度的小麦地方品种和当代育成种的系统收罗和基因组测序，代表了当今最全面的人人小麦遗传各类性，空洞哄骗基因组学、遗传学、生物信息学和分子生物学，量化并考据了现时小麦育种中未被利用的大量的优异变异，包括发现限制小麦高产且抗倒伏新基因、氮高效利用新基因、籽粒钙含量优质新基因、抗稻瘟病和叶斑病新基因以及数千个成心遗传变异位点，开拓了一整套小麦科研和育种上灵验的数据资源和技巧器用。

程时锋盘考员发起国际“谷-豆”野心，不绝开展粗莽的人人优异谷-豆种质资源引进到中国的使命

“这项盘考额外于打造了一册字典，能匡助咱们在科研和育种应用上同期发力，对人人的小麦的基础科研和育种应用产生了深刻影响，具有里程碑式的意旨，终表现表面与践诺、‘技巧走出去’与‘资源引进来’的有机结合。”

程时锋先容，“小麦基因组极其复杂，被誉为作物界的‘珠穆朗玛峰’，此次盘考作念了六年，在这一历程中咱们克服了许多贫窭和挑战。咱们构建了从基因组学、到遗传学，从表型组到育种的海量数据，该盘考相等有价值但极具挑战。我平时和咱们学生说，咱们是‘在珠穆朗玛峰上舞蹈’。”

古麦今用，寻回丢失的遗传各类性

该项盘考对小麦基础科研和育种应用的遑急意旨，要从曩昔一个世纪的农业绿色立异提及。初始于20世纪60-70年代的农业绿色立异，主要聚集在通过培育和实行半矮秆稻麦品种来普及招物合适化肥施用量的加多、减少倒伏的才气。

但是，育种历程中偏好性采选那些限制矮杆和能显耀普及成绩产量的特定基因，会忽略大量的其它可能有益的遗传变异。遗传各类性频谱过于褊狭，使农业生态系统愈加脆弱，不利于粗莽复杂的病虫害和局势变化的影响。

该盘考引进了英国约翰·英纳斯中心储藏的百年前收罗的来自世界三十多个国度的全套小麦种质资源（827份A.E. Watkins小麦地方品种，下称沃氏小麦；和220份人人当代品种），先后在广东、湖北、江苏、河北、山东和黑龙江等地进行了粗莽和全面的表型坚强和杂交熟练，对沃氏小麦地方品种在中国的合适脾气况进行了全面摸底，并对其在我国不同生态区的进展进行了系统坚强。结合英国历史上完成的表型数据聚集，造成了一套史无先例的小麦表型组矩阵。

百年前收罗的人人小麦地方各类种性极高，图为程时锋课题组拍摄的Watkins小麦

Watkins小麦在中国南北6个生态区及英国3个生态区莳植并进行系统的表型坚强

值得一提的是，沃氏小麦地方品种的引进并非中国第一次大限制引进国际小麦品种，而是罗致了国内前辈们的使命。20世纪初，农业学家沈宗瀚先生在中国也曾初始了系统的小麦品种引进和杂交熟练使命，组织购进英国小麦大众潘希维尔(John Percival)收罗的一套共1700多份品种的人人小麦种质资源（Percival Collection，潘氏小麦）。这是中国第一次大限制从国际引进小麦品种资源的遑急事件。以这份遑急的种质资源为父母本，通过与中国地方品种进行杂交、筛选，选育出了一系列优良小麦新品种并在寰球实行。这些历史事件标明，中国的小麦品种纠正和引进使命有着悠久和系统的传统。

缺憾的是，由于战乱及储藏不停要求等问题，无论是在英国，如故在中国，扫数原始的潘氏小麦种质资源均全部遗失，在英国也只是剩下原始的植物标本。程时锋团队于2018-2019年时代引进的沃氏小麦地方品种包括了118份开头于中国的百年前的地方品种，对这些历史遗传资源开展盘考和应用。

通过与当代品种的相比，盘考者发现当代小麦品种主要开头于沃氏小麦地方品种中的两个先人群体，而其他五个先人群体则包含了大量未被利用的遗传变异，遗传各类性下落了至少60%。

“这一盘考将为拓宽我国小麦的遗传和表型各类性、团聚优异基因和变异奠定坚实的基础，异日将这些优异基因应用到小麦育种中，培育创新式小麦新品种，将激动我国小麦产业的抓续健康发展。”中国科学院院士李家洋评价。

“跟着盘考的连接深化、结果在育种上的抓续应用，将极大转变现存品种同质化严重的场所，激动小麦畛域新质出产力的发展。”中国科学院院士钱前评价。

4D计谋，买通从基因组到育种的精确瞎想之路

在大量的国际种质资源引进国内后，盘考团队与国际融合者一起，提议了小麦全基因组瞎想育种的4D计谋（Decode解码，Discover发现，Design瞎想， Deliver终了），为简直终了小麦从基因组到育种（G2B，Genome to breeding）的全链条清晰提供了系统处置决议和必要的器用。

大限制小麦性状和谈判遗传位点发掘，及性状互相之间生理互作相干

六年以来，这些使命的成功开展也得益于构建通达共赢的国际融合步地。在此基础上，程时锋团队正在与欧洲、好意思国和国际玉米小麦盘录取心开展融合、扩大融合范围、深化融合实质，先后共同发起了“GlobalWheatG2B”等国际融合姿首，连接加强盛家小麦种质资源的引进和腹地化，抓续为我国小麦育种产业注入新的血液，做事我国小麦种业发展与振兴。

好意思国科学院院士邓兴旺评价，“程时锋团队通过与英国开展全面、粗莽且深入的融合，引进百年前由Watkins收罗的近千份人人小麦中枢种质资源，关于连接丰富我国小麦种质资源遗传各类性具有深入的影响。该姿首是频年来我国农业畛域国际融合的一个告捷案例，“技巧走出去”与“资源引进来”终了透澈结合，融合结果受到国际同业的一致好评。”

程时锋课题组先容

程时锋，盘考员，博士生导师，国度环节东谈主才工程野心领军东谈主才，国度当然科学基金委“优青”，农科院“农科英才”，广东省“珠江团队”首席科学家。团队主要围绕“麦豆的碳氮”问题，以Plant Trait-based Phylogenomics、Crop Quantitative Genetics 为器用，永恒从事植物系统发育进化基因组学、要津性状发源和演化分子机制、麦类豆类作物群体遗传学偏执在全基因组瞎想育种的应用等使命。当今主要主要有Watkins Wheat G2B与Mendel Pea G2P (Genomics to Phenomics)群体基因组生物学，高遵循进展当然演化性状的发源与演化，如C4光融合用及豆科结瘤共生固氮的相比基因组学，并奋勉于将进化基因组与当代农业育种相结合。其代表性结果以第一或通信作家（含共同）发表在Science（2篇）、CELL、Nature、Nature Biotechnology、Plant Cell等杂志六十余篇，援用16000余次，多篇著作被F1000重心保举；主抓国度重心研发野心1项，省部级姿首2项。

中国农业科学院深圳农业基因组盘考所

中国农业科学院深圳农业基因组盘考所（简称“基因组所”）缔造于2014年，由农业农村部、中国农业科学院和深圳市政府共同营救提拔，位于深圳市大鹏新区。

缔造以来，基因组所组建了1300多东谈主的盘考军队，造成了以组学技巧为中枢、放射农业、食物和生态地方的学科体系，获批“岭南当代农业科学与技巧广东省实验室深圳分中心”“农业农村部农业基因数据分析重心实验室”“农业农村部农业合成生物学重心实验室”“农业农村部畜禽生物组学重心实验室”等创新载体，在包括 Science、Nature、Cell 等顶级期刊在内的杂志上发表SCI论文1300多篇，以基因组瞎想育种育成国审、省审新品种40余个，农业基因组学等盘考畛域占据世界前沿。多项结果入选“‘十三五’农业科技十大标记性结果”“中国生命科学十猛进展”“中国农业科学十猛进展”“中国农业农村环节新技巧”。

【撰文】郑伊灵

【通信员】马昕怡

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