山西在谷子功能基因組學研究領(lǐng)域取得重大突破

山西農(nóng)業(yè)大學雜糧分子育種團隊近日在國際植物領(lǐng)域頂級期刊Nature Plants（1區(qū)Top期刊，SCI影響因子13.256）發(fā)表論文。據(jù)悉，這是山西在Nature Plants以第一單位發(fā)表的首篇論文，也是近年來國際谷子研究領(lǐng)域發(fā)表的影響因子最高的論文。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和山西省重點研發(fā)計劃的資助。

　　據(jù)了解，谷子通常是5月播種，10月收獲，一年一季，生長周期要5個月左右。對于科研人員而言，5個月的等待是一個漫長的過程。因此，模式植物體系的建立對于科研來說意義重大?！昂娃r(nóng)民一樣，科研工作者也希望研究對象能夠長得快一點?！痹撜n題科研人員、山西農(nóng)業(yè)大學王興春教授介紹道，此次，團隊成功培育出新的模式植物“xiaomi”，它的生育期只有2個月左右，株高僅30厘米左右，適合室內(nèi)大規(guī)模種植研究，大大縮短了高產(chǎn)禾谷類作物科學研究的周期，并能提供大量的研究材料。

　　雜糧分子育種團隊由我省高層次引進人才韓淵懷教授于2010年組建，主要從事雜糧功能基因組學、氮磷高效利用的分子調(diào)控網(wǎng)絡、谷子優(yōu)異品質(zhì)形成的分子機制和谷子白發(fā)病抗性機制等研究。長期以來，谷子品種選育主要依靠傳統(tǒng)育種方法，嚴重影響谷子品質(zhì)、抗逆育種。利用分子標記輔助育種可以高效、精準地開展品質(zhì)及抗性等方面的育種，而分子育種的前提是要明確控制相關(guān)性狀的基因，這就需要通過功能基因組學的手段進行分析。開展功能基因組學需要基因組序列質(zhì)量高、生育期短的模式材料。因此，利用超早熟谷子“xiaomi”模式體系可以幫助科研人員發(fā)掘谷子中控制品質(zhì)、抗逆、耐貧瘠等特征的相關(guān)基因，進而利用這些基因的分子標記開展谷子分子育種，培育米色好、口感好、保健功能強、抗逆、水肥高效且適于機械化栽培的優(yōu)質(zhì)谷子品種。

　　團隊負責人韓淵懷教授介紹，此次論文發(fā)布的研究成果，是團隊利用EMS誘變技術(shù)對山西省名優(yōu)谷子晉谷21進行了誘變，從中篩選到超早熟突變體“xiaomi”。該成果還深入研究了谷子基因庫。團隊利用二代、三代基因測序技術(shù)對該超早熟材料進行了基因組測序和組裝，獲得了“xiaomi”高質(zhì)量參考基因組，構(gòu)建了全生育期基因表達圖譜和谷子多組學數(shù)據(jù)庫，更加明確基因表達的位置，不僅大大縮短育種進程，提高育種效率，而且大幅降低育種成本，培養(yǎng)出更多優(yōu)良性狀，是國際第一個比較全面的數(shù)據(jù)庫，極大地方便了谷子功能基因組學研究，并且經(jīng)過大量摸索和嘗試，團隊還建立起一套方便快捷、高效穩(wěn)定的農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化體系，使得“xiaomi”成為高產(chǎn)禾谷類研究的理想模式植物體系。該體系將會極大地促進谷子以及其他禾谷類作物的功能基因組研究，對于發(fā)掘禾谷類基因資源、高產(chǎn)禾谷類植物高光效研究以及分子育種具有重要的意義。（沈佳）

　　轉(zhuǎn)自：山西日報

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