面向品种创新的基因发掘策略
作者： 郝明 审稿人：魏育明 时间： 2024-02-22 点击次数：次
面对全球人口持续增加、气候变化、资源约束等重大挑战，作物育种不但要瞄准增加产量潜力的目标，而且要注重品种对气候变化的耐受性以及环境的可持续性。充分挖掘利用各种基因资源，优化品种基因型，推动品种创新，势在必行。但是，目前基因发掘与品种创新存在明显脱节，急需寻找解决方案。
近日，四川农业大学刘登才教授在The Crop Journal在线发表了题为“Towards cultivar-oriented gene discovery for better crops”的综述文章，作者回顾了引起基因发掘与品种创新“脱节”的几个常见问题，提出了解决问题的相关建议。
由于遗传研究材料的产量水平落后于育种亲本、遗传分析不重视群体评价、试验环境缺乏代表性等原因，忽视了对所鉴定基因育种应用潜力的有效评价，导致基因发掘与品种创新“脱节”。作物的产量性状非常复杂，且作物整个生命周期内每天的生长状态都可能最终影响产量。作物生长受到基因间及其与环境的复杂动态互作影响，基因表达受到时空和环境变化影响。因此，有理由认为，任何影响作物生长状态的基因都可能与产量有关，至少在某些情况下会影响产量。产量遗传的复杂性可以用2017提出的全基因（omnigenic，omni=all）模型解释，该模型最初用于阐释人类复杂性状，后来应用到其它生物的复杂性状研究。
从有利于育种的角度，作者提出基因发掘有必要以育种为导向，即采用“品种创新为导向的基因发掘”策略（cultivar-oriented gene discovery，COGD），其包括三个核心标准（图1）：一是试验材料的产量应达到或接近当前推广品种的水平；二是试验条件和田间管理能够反映当地目前的生产状况；三是利用统一的田间表型鉴定平台提高表型数据可比性、通用性和再利用性。该平台保持相对一致的试验条件、鉴定方法及标准化的试验记录，类似于品种区域试验平台。该平台整合遗传、育种、农学等学科研究人员，形成从基因到品种的转化联盟，推动遗传研究和品种创新。
图1 COGD的三个核心标准
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