張喆 四川農(nóng)村日報(bào)全媒體記者 杜鎧兵
3月3日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院黃琳凱教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》在線發(fā)表了題為《美洲狼尾草泛基因組構(gòu)建、結(jié)構(gòu)變異挖掘及耐熱機(jī)制解析》的研究成果。據(jù)了解，這是我國牧草領(lǐng)域首篇發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》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(yōu)質(zhì)飼料和青料。目前在南方各省普遍種植，是單產(chǎn)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(chǎn)品消費(fèi)大幅增加，牧草的需求量也相應(yīng)地大幅增加，每年仍需要從國外大量進(jìn)口草種和干草。如何用科技引領(lǐng)牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展，便是黃琳凱教授團(tuán)隊(duì)長期研究的領(lǐng)域。
由于牧草基因組大，重復(fù)序列及雜合度都較高，基因組序列構(gòu)建的難度很大。2019年，該團(tuán)隊(duì)首次公布了鴨茅的高質(zhì)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(chǔ)。隨著研究的深入以及技術(shù)的進(jìn)步，構(gòu)建高質(zhì)量的圖形泛基因組成為團(tuán)隊(duì)的重要目標(biāo)。
“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(fā)掘結(jié)構(gòu)變異，能夠更好地解析植物表型和農(nóng)藝性狀的不同，為下一步育種奠定重要的研究基礎(chǔ)。”黃琳凱教授介紹。
通過聯(lián)合國內(nèi)外多家單位，本次研究從全球8個地區(qū)收集的394份美洲狼尾草核心種質(zhì)中選取10份代表性材料，利用相關(guān)技術(shù)，發(fā)掘到424，085個結(jié)構(gòu)變異。基于泛基因組圖譜進(jìn)行的全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)了143個重要農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的變異位點(diǎn)，并挖掘到與產(chǎn)量性狀相關(guān)的候選基因446個。
“有了這些成果，我們就可以加速攻關(guān)牧草業(yè)各環(huán)節(jié)‘卡脖子’技術(shù)，培育突破性牧草優(yōu)良品種，助力提升優(yōu)質(zhì)安全食物的供給保障能力，避免‘人畜爭糧’，為保衛(wèi)國家糧食安全貢獻(xiàn)草業(yè)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(nóng)作物是目前最重要的育種目標(biāo)之一。而起源于非洲的美洲狼尾草，能夠適應(yīng)極端高溫的氣候，是研究植物耐熱機(jī)制的優(yōu)良材料。
