張喆 四川農村日報全媒體記者 杜鎧兵
3月3日，四川農業大學草業科技學院黃琳凱教授團隊在國際權威學術期刊《自然遺傳學》在線發表了題為《美洲狼尾草泛基因組構建、結構變異挖掘及耐熱機制解析》的研究成果。據了解，這是我國牧草領域首篇發表在《自然遺傳學》上的論文。
黃琳凱教授（中）正在工作。 受訪者供圖
美洲狼尾草，又名珍珠粟，在我國是草食家畜和食草淡水魚類的優質飼料和青料。目前在南方各省普遍種植，是單產最高的多年生牧草之一。
美洲狼尾草。 受訪者供圖
隨著人民生活水平不斷提高，我國牛羊肉、牛奶等草畜產品消費大幅增加，牧草的需求量也相應地大幅增加，每年仍需要從國外大量進口草種和干草。如何用科技引領牧草產業發展，便是黃琳凱教授團隊長期研究的領域。
由于牧草基因組大，重復序列及雜合度都較高，基因組序列構建的難度很大。2019年，該團隊首次公布了鴨茅的高質量參考基因組，是我國公布的首個牧草參考基因組，為下一步的研究奠定了基礎。隨著研究的深入以及技術的進步，構建高質量的圖形泛基因組成為團隊的重要目標。
“與參考基因組相比，圖形泛基因組包含的遺傳信息更全面，通過發掘結構變異，能夠更好地解析植物表型和農藝性狀的不同，為下一步育種奠定重要的研究基礎。”黃琳凱教授介紹。
通過聯合國內外多家單位，本次研究從全球8個地區收集的394份美洲狼尾草核心種質中選取10份代表性材料，利用相關技術，發掘到424，085個結構變異。基于泛基因組圖譜進行的全基因組關聯分析，發現了143個重要農藝性狀相關聯的變異位點，并挖掘到與產量性狀相關的候選基因446個。
“有了這些成果，我們就可以加速攻關牧草業各環節‘卡脖子’技術，培育突破性牧草優良品種，助力提升優質安全食物的供給保障能力，避免‘人畜爭糧’，為保衛國家糧食安全貢獻草業人的力量。”黃琳凱教授說。
此外，在全球氣候變暖背景下，培育耐高溫的農作物是目前最重要的育種目標之一。而起源于非洲的美洲狼尾草，能夠適應極端高溫的氣候，是研究植物耐熱機制的優良材料。
