作者:韩斌等 来源:《水稻科学》 发布时间:2023/5/21 22:50:14
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新研究“回溯”杂交水稻骨干亲本的选育过程

 

5月17日,中国科学院分子植物卓越创新中心研究员韩斌团队与上海中科荃银分子育种技术有限公司、安徽荃银高科种业股份有限公司、浙江大学作物科学及生物信息学研究所团队在国际期刊《水稻科学》(Rice Science)发表了最新研究论文。该研究通过水稻基因组研究团队与高水平育种团队的紧密合作,在国际上首次从基因组层面分析了目前中国应用面积最大的水稻三系不育系——荃9311A的选育和配组过程,解析了育种家的优势性状聚合在基因层面的逻辑,特别是如何开创性地利用两系恢复系材料,为创制优良不育系提供了新的路径和基因组学支撑的方法。

 

位于江西省南城县的荃9311A制种田 方玉供图,下同

该项工作通过“回溯”的方式让大家更好地对优势亲本和骨干种质荃9311A进行配组和改良;也能让从事基础研究的人员理解育种,从而能为育种开发出更好的分子生物学工具,提高育种效率。该研究从育种家和基因组学研究人员两个角度出发,搭建起了基础研究与育种实践深度融合共建水稻基因组设计育种体系的桥梁。

研究团队详细了解了荃9311A的育种过程:荃9311A的亲本为93-11和中9A,与其配组的父本是五山丝苗,F1代种子是荃优丝苗(2022年推广面积达253万亩)。团队对上述材料进行了深度测序,并对基因组测序结果进行“体检”分析,总结比较了相关育种材料和品种中与关键农艺性状相关的最重要的基因。

位于江西省南城县的荃9311A制种田

研究认为,育种过程中性状和基因型仍须要互相促进。育种家特别重视的田间性状暂无基因型支撑,如强配合力。基因分析出很多优异基因其商业价值仍需待挖掘:如耐盐基因。

其次,育种亟需要基因组学等技术手段提升效率。荃9311A的成功选育不仅取决于育种家们的巧妙构想,更包含了育种家们在每一代巨大群体筛选过程中付出的极大艰辛和耐力,需要包括基因组学在内的先进技术来支撑,从而减少工作量,加快育种速度。

再次,基因组技术发展仍面临一些问题,如分子理论研究往往只对单个基因、单个位点进行性状评估, 不能真实反映相关位点的育种价值。有些基因发挥作用存在上位性互作, 形成调控网络才能产生目标性状, 仅对一个位点进行评估往往无法反映育种组合中的实际效应。当前已开发的基因组育种工具不够完善,且理解起来不太容易。

上海中科荃银分子育种技术有限公司李潜龙为本文第一作者,中国科学院分子植物卓越中心副研究员王阿红和上海中科荃银分子育种技术有限公司、浙江大学作物科学及生物信息学研究所研究员方玉为共同通讯作者。

研究得到国家自然基金、上海市科技兴农项目和国家水稻产业技术体系的资助。(来源:中国科学报 李晨)

相关论文信息:https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1727782/v1

 
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