重新设计与快速驯化创造新型作物

作物驯化和遗传改良对于产量性状的过分追求常导致其抗逆性和遗传多样性的降低,在全球气候变化加剧和自然灾害频发的大背景下,该效应使得世界粮食稳产和食物安全面临威胁,亟需创新育种策略。作物重新设计与快速驯化是指选用耐逆、品质营养等性状或其他目标性状优异的野生或者半野生植物,综合运用基因组学、基因编辑和合成生物学等方法,对其农艺性状进行重新设计,在保持其原有优异性状的前提下,快速驯化获得新型作物的全新育种策略。本文回顾了作物驯化的发展历程及其对农业发展和人类文明的贡献,着重阐述了育种策略创新的紧迫性,并对作物重新设计与快速驯化创造新型作物的可行性、最新进展和发展前景进行探讨和展望。     

而今迈步从头越: 马铃薯育种跨入“有种”时代

现代栽培马铃薯(Solanum tuberosum)是同源四倍体, 基因组高度杂合, 遗传组成复杂, 存在严重的自交衰退, 优异性状难以聚合, 使得育种周期漫长, 造成基于种子传代的马铃薯杂交育种难以突破。与此同时, 块茎无性繁殖导致马铃薯繁殖系数低、储运成本高和易携带病虫害等痼疾, 且种薯脱毒成本高, 限制其产业化发展。近期, 中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队运用基因组设计理论和方法体系培育杂交马铃薯, 用二倍体育种替代四倍体育种, 实现了用杂交种子繁殖替代薯块繁殖, 创制了第1代高纯度的二倍体自交系和杂种优势明显的杂交马铃薯品系。该研究是马铃薯育种领域里程碑式的重大成果, 开启了基于基因组设计和种子迭代的马铃薯生物育种新纪元。     

从0到1:异源四倍体野生稻从头驯化创造全新作物

2021年2月3日,Cell杂志在线发表了李家洋院士团队关于四倍体野生稻从头驯化的重大突破性进展.该团队绘制了四倍体野生稻从头驯化路线图,与合作者经过多年攻关,突破了一系列限制多倍体野生稻驯化的理论难题和技术瓶颈,综合运用多维组学和基因编辑技术实现了野生四倍体水稻的从头驯化,创造了世界首例重新设计与快速驯化的四倍体水稻...