濰坊小麥專家取得重大成果 為全球提供最完整、準(zhǔn)確的小麥基因組信息

魯網(wǎng)4月29日訊（記者 王玉龍 張麗華）4月28日，《繪就高質(zhì)量基因組圖譜 推動(dòng)小麥、黃瓜、葡萄精準(zhǔn)育種》新聞發(fā)布會在濰坊召開，濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺主任、研究員何航，濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院葡萄種質(zhì)創(chuàng)新與利用實(shí)驗(yàn)室主任、研究員葉文秀，濰坊市科技局黨組成員、副局長盧芳芳出席發(fā)布會。

何航介紹了小麥、黃瓜完整基因組圖譜新成果的學(xué)術(shù)意義。小麥研究方面，濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院和小麥育種全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧興旺、何航、李博生團(tuán)隊(duì)在國際頂尖期刊《自然-遺傳》上發(fā)表成果，全球首次成功繪制六倍體小麥的端粒到端粒（T2T）完整基因組圖譜。

小麥T2T基因組CS-IAAS版本1.0填補(bǔ)了小麥基因組研究的空白。實(shí)現(xiàn)了染色體無缺口拼接，全面且精準(zhǔn)的基因組信息為小麥基因挖掘和育種工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，極大地?cái)U(kuò)展了小麥遺傳改良的基因池。

借助該圖譜，清晰解析了小麥基因組中著絲粒、端粒和核糖體DNA重復(fù)序列等復(fù)雜區(qū)域，揭示了小麥從四倍體演變?yōu)榱扼w過程中的染色體倒位情況。對小麥的進(jìn)化歷程和遺傳多樣性有了更清晰的了解，為小麥品種改良提供了重要的理論依據(jù)。

提供了全新小麥基因注釋，新增4萬高置信度基因。例如其中新增的NLR抗病基因等，為培育抗病小麥品種提供了關(guān)鍵靶點(diǎn)，對保障小麥產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。

黃瓜研究方面，張興平/鄧云團(tuán)隊(duì)和何航團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表于《分子植物》期刊。通過選取腌制黃瓜強(qiáng)雌自交系CUK2021，利用ONT超長讀長和Hi-C測序技術(shù)，成功獲得包含完整著絲粒和13個(gè)端粒的高質(zhì)量黃瓜參考基因CUK2021。

黃瓜的CUK2021參考基因極大地豐富了黃瓜的基因組信息，其完整的結(jié)構(gòu)和精確的序列為黃瓜基因研究提供了全新的視角，新增的基因資源為黃瓜遺傳改良提供了更多可能。

通過比較CUK2021與中國長黃瓜v4基因組，發(fā)現(xiàn)大量結(jié)構(gòu)變異和局部變異以及轉(zhuǎn)座子的作用，有助于深入理解黃瓜的遺傳演化機(jī)制。

利用EMS花粉誘變技術(shù)構(gòu)建了突變體庫，鑒定出多個(gè)有重要應(yīng)用價(jià)值的突變體，對突變體m96進(jìn)行深入研究，確定了候選基因Csa1G074800，初步證實(shí)其對黃瓜花葉病毒抗性增強(qiáng)的功能，為黃瓜抗病育種和品質(zhì)改良提供了直接的材料和理論支持。

葉文秀介紹葡萄完整基因組圖譜新成果的學(xué)術(shù)意義。一是構(gòu)建了第一個(gè)涵蓋歐、亞、美三大種群的葡萄屬超級泛基因組。組裝了全球首個(gè)端粒完整單倍型葡萄基因組，以及72份包含25個(gè)野生種和47個(gè)栽培種葡萄的代表性葡萄材料高質(zhì)量染色體水平的單倍型基因組組裝，總計(jì)144個(gè)單倍型葡萄基因組，發(fā)現(xiàn)了超過6.4萬個(gè)基因家族，鑒定出132,518個(gè)非冗余結(jié)構(gòu)變異。二是證實(shí)了東亞種群未被充分利用。通過葡萄單倍型基因組系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹的構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)歐亞種群和北美種群存在較多雜交事件，而東亞種群較少，挖掘了未被利用的葡萄屬植物，為品種改良提供了重要種質(zhì)資源。三是展示了高質(zhì)量泛基因組在重要農(nóng)藝性狀分子標(biāo)記鑒定以及機(jī)理研究中的高效性。研究發(fā)現(xiàn)TIR-NBARC-LRR免疫受體蛋白基因家族的基因數(shù)量可能是葡萄抗病性的重要決定因素之一; 鑒定到已知霜霉病抗性數(shù)量性狀位點(diǎn)Rpv3中存減弱抗病性的基因，為未來改進(jìn)該數(shù)量性狀位點(diǎn)的利用提供了重要信息；通過多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析，鑒定出近2000個(gè)與葡萄抗霜霉病相關(guān)數(shù)量性狀位點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)一個(gè)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因VvLHT8可能通過負(fù)調(diào)控葡萄水楊酸合成和氣孔免疫反應(yīng)進(jìn)而抑制葡萄抗病性。

何航、葉文秀、盧芳芳回答了記者提問，詳細(xì)介紹了本次作物分子設(shè)計(jì)育種方面取得重大進(jìn)展產(chǎn)生的影響、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及濰坊市支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新情況。

何航在回答記者提問時(shí)說，從研究角度看，它為全球科研人員提供了最完整、準(zhǔn)確的小麥基因組信息，讓科研人員對小麥基因組結(jié)構(gòu)、進(jìn)化機(jī)制有了全新認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上將開啟新的研究方向，加速對小麥復(fù)雜生物學(xué)過程的解析。在育種方面，全球育種家可以利用這份圖譜挖掘更多優(yōu)異基因，打破現(xiàn)有育種瓶頸，有望快速提升其小麥育種水平，推動(dòng)國際小麥育種合作更加緊密，形成資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)的新局面，加速培育適應(yīng)全球氣候變化、滿足不同市場需求的小麥新品種。

黃瓜基因組和突變體庫研究成果與傳統(tǒng)育種技術(shù)協(xié)同發(fā)展，在雜交育種方面借助CUK2021基因組信息，選擇遺傳背景差異大且攜帶優(yōu)良基因的親本進(jìn)行雜交，增加雜交后代出現(xiàn)優(yōu)良性狀 ，有利于培育出更具優(yōu)勢的新品種。并通過基因檢測，精準(zhǔn)篩選出攜帶目標(biāo)基因的個(gè)體，解決傳統(tǒng)育種中品種退化、抗病性難以提升等問題，培育出更多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的黃瓜新品種。

葉文秀在回答記者提問時(shí)說，在新品種選育方面：已育成葡萄優(yōu)系95個(gè)，1個(gè)抗霜霉病釀酒新品種紫秀1號已申請植物新品種權(quán)，多個(gè)優(yōu)系已經(jīng)在山東多地進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)。在新技術(shù)新產(chǎn)品研發(fā)方面：研發(fā)了霜霉病高效防控植物調(diào)節(jié)劑，部分成果已經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)讓給了安徽原植生物科技有限公司，并合作研制了霜霉病高效控制產(chǎn)品“原植無雙”，預(yù)計(jì)可為產(chǎn)業(yè)挽回?fù)p失超十億元。在葡萄采后利用方面，開發(fā)了符合中國人口感的葡萄酒加工工藝，研制了系列葡萄酒產(chǎn)品。

盧芳芳在回答記者提問時(shí)說，近年來，市科技局堅(jiān)持把科技作為推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心，積極推進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)和農(nóng)技推廣應(yīng)用。

一是加快構(gòu)筑高能級創(chuàng)新平臺。建成北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院、國家現(xiàn)代蔬菜種業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地、中國農(nóng)科院濰坊食品科學(xué)與加工研究院等一批“國字號”創(chuàng)新平臺。建設(shè)省級創(chuàng)新平臺24家，濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室是全省唯一一家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域省實(shí)驗(yàn)室。建成黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)（輻射區(qū)）1個(gè)，壽光“國家高科技示范園”和濰坊(青州)“國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)”等國家級農(nóng)業(yè)科技園區(qū)2個(gè)，省級農(nóng)業(yè)科技園11個(gè)，壽光市建成省級農(nóng)高區(qū)。

二是加快提升科技創(chuàng)新效能。培育種業(yè)研發(fā)企業(yè)47家，西葫蘆、蘆筍、大白菜、蘿卜等育種水平全國領(lǐng)先。支持企業(yè)承擔(dān)農(nóng)業(yè)良種工程31項(xiàng)、“鄉(xiāng)村振興”科技創(chuàng)新提振行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目18項(xiàng)。雷沃“大型智能農(nóng)機(jī)裝備示范工程”列入省科技示范工程，三木種苗、濰柴雷沃科技成果分別獲2023年度省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

三是推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新。引進(jìn)培育農(nóng)業(yè)領(lǐng)域國家級重點(diǎn)人才6名、省級重點(diǎn)人才66名。北大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院集聚農(nóng)業(yè)科研人才800余名。

四是強(qiáng)化科技助農(nóng)服務(wù)。全市注冊科技特派員653人，71人被評選為省級優(yōu)秀科技特派員。組建省、市科技特派員產(chǎn)業(yè)服務(wù)團(tuán)36個(gè)，累計(jì)開展技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)3.5萬余次，推廣新技術(shù)、新品種1500余項(xiàng)，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)做法被全省推廣。