川麥104。
川觀新聞記者 闞瑩瑩
近日，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)子刊《科學(xué)數(shù)據(jù)》(Scientific Data)正式發(fā)表四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所楊武云研究團(tuán)隊(duì)題為《人工合成小麥衍生品種川麥104染色體水平的組裝》的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)完成人工合成小麥衍生品種川麥104的高質(zhì)量基因組組裝，為全球小麥育種界“繪制”了一張人工合成小麥衍生品種基因位點(diǎn)地圖。
《科學(xué)數(shù)據(jù)》審稿專家認(rèn)為，這項(xiàng)成果描述了第一個人工合成六倍體小麥高質(zhì)量基因組組裝和注釋，將為全球小麥育種提供一份重要資源。
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。川麥104高質(zhì)量基因組組裝這項(xiàng)突破性成果對于小麥種業(yè)發(fā)展有哪些重要意義?近日，記者進(jìn)行了采訪。
川麥104染色體水平的高質(zhì)量基因組組裝圖。
彌補(bǔ)西南麥區(qū)特異生態(tài)區(qū)小麥參考基因組空白
在育種界，對一種生物進(jìn)行基因組組裝，有助于幫助育種家更快速精準(zhǔn)地找出目標(biāo)基因，用于選育優(yōu)質(zhì)的品種。
為什么要選擇對川麥104這一小麥品種進(jìn)行基因組組裝?
川麥104是楊武云研究團(tuán)隊(duì)利用人工合成小麥基因資源，培育的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病抗逆、優(yōu)質(zhì)廣適、抗穗發(fā)芽等綜合性狀突出的突破性小麥品種。
在2012年同時(shí)通過國家和四川省品種審定后，川麥104逐漸成為西南地區(qū)種植面積最大的小麥品種，多次創(chuàng)下產(chǎn)量紀(jì)錄。
“選擇川麥104有兩個重要的原因。”論文第一作者、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所劉澤厚博士說。
川麥104作為西南麥區(qū)最具代表性的小麥品種，其基因組的組裝和發(fā)布，彌補(bǔ)了西南麥區(qū)特異生態(tài)區(qū)小麥參考基因組的空白。這意味著，小麥育種家可利用川麥104的基因組，選育出更多適合西南麥區(qū)的優(yōu)良品種。
另外，川麥104是人工合成小麥衍生品種，是現(xiàn)代小麥育種中的重要種質(zhì)資源。“目前，全球針對人工合成小麥衍生品種高質(zhì)量基因組組裝尚無相關(guān)報(bào)道，這一成果填補(bǔ)了這一空白，能夠幫助育種家更好地利用人工合成小麥的優(yōu)良基因。”劉澤厚說。
川麥104的高質(zhì)量基因組組裝，相當(dāng)于為全球小麥育種界“繪制”了一張人工合成小麥衍生品種基因位點(diǎn)地圖。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這一成果為解析人工合成小麥的遺傳結(jié)構(gòu)和功能基因的發(fā)掘提供了大量可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，滿足育種家基因發(fā)掘、克隆、基因編輯等現(xiàn)代生物育種需要，選育出更優(yōu)質(zhì)的新品種。
川麥104基因組組裝驗(yàn)證。
可望培育出更多突破性小麥新品種
突破性的小麥品種是實(shí)現(xiàn)小麥增產(chǎn)、助力新時(shí)代更高水平“天府糧倉”“裝滿糧、裝好糧”的關(guān)鍵。近年來，針對西南地區(qū)地形復(fù)雜，高濕寡照，季節(jié)性干旱、條銹病、白粉病危害重等問題，四川培育小麥新品種35個，為西南麥區(qū)品種更新?lián)Q代提供了支撐。
雖然育種取得顯著進(jìn)展，但突破性品種和優(yōu)質(zhì)專用品種數(shù)量少。一個現(xiàn)實(shí)問題是，川麥104在生產(chǎn)上已推廣多年，至今尚未出現(xiàn)綜合性能全面超越川麥104的品種。
德陽廣漢市金魚鎮(zhèn)亭江社區(qū)鈺意家庭農(nóng)場已種植了十多年川麥104，面積達(dá)530畝。“這些年，川麥104的平均畝產(chǎn)穩(wěn)定在550公斤。雖然這一品種在四川依舊‘能打’，但在生產(chǎn)上也迫切需要新的‘血液’，實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量。”農(nóng)場負(fù)責(zé)人劉健說。
“川麥104作為主導(dǎo)四川多年的骨干品種，對四川小麥平均畝產(chǎn)上300公斤臺階作出了重要貢獻(xiàn)。”在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授郝明看來，川麥104基因組的發(fā)布，將有助于鞏固四川在人工合成小麥育種利用方面的全國領(lǐng)先地位。
楊武云表示，接下來，團(tuán)隊(duì)將基于這項(xiàng)成果，進(jìn)一步發(fā)掘川麥104中的優(yōu)異性狀基因，并進(jìn)行基因克隆和育種利用。同時(shí)將創(chuàng)制的育種新材料盡快發(fā)放給育種家利用，爭取在川麥104的基礎(chǔ)上培育出更多突破性小麥新品種，更好地為全國小麥生產(chǎn)服務(wù)。
(圖片由受訪者提供)
編輯：譚鵬
