近日，中國農業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所周美亮研究員團隊與英國南安普頓大學(xué)雜糧作物中心Mark A. Chapman教授應邀在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上發(fā)表了綜述性研究文章，系統概述了群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)方法在推動(dòng)未充分利用和雜糧作物科學(xué)研究及保障未來(lái)人類(lèi)食物和營(yíng)養安全方面的應用前景。

 

　　據周美亮研究員介紹，世界人口的增加和環(huán)境氣候的變化，為實(shí)現2030年全球零饑餓計劃帶來(lái)嚴峻的挑戰。主要糧食作物應對氣候變化和極端環(huán)境的耐受力有限，飲食同質(zhì)化造成隱性饑餓的風(fēng)險增加。相對而言，未充分利用和雜糧作物通常具有獨特的營(yíng)養價(jià)值和更好的環(huán)境適應能力，是未來(lái)作物改良的重要基因資源，開(kāi)發(fā)潛力巨大。但是當前全球對這些作物的研究和投入極度不足，嚴重制約了其深度開(kāi)發(fā)和利用。

 

　　該文章指出，相比于主要糧食作物，雜糧作物關(guān)鍵基因挖掘和基因組學(xué)信息缺乏，在一定程度上制約了其遺傳改良進(jìn)程。近年來(lái)，群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)等基因組學(xué)技術(shù)在雜糧作物中的應用逐漸增多，在研究雜糧作物特有營(yíng)養物質(zhì)（如燕麥的β-葡聚糖、蕎麥的黃酮和食用豆的脂質(zhì)等）合成以及獨特的抗逆性（如谷子的抗旱性等）方面發(fā)揮了推動(dòng)作用。同時(shí)還對雜糧作物基因組研究的發(fā)展策略進(jìn)行了展望：即在參考基因組的基礎上，通過(guò)群體基因組學(xué)和泛基因組學(xué)挖掘與雜糧作物優(yōu)異農藝和品質(zhì)性狀相關(guān)的候選基因，并通過(guò)分子標記輔助育種和雜交育種等手段有效地篩選和培育新的優(yōu)異種質(zhì)資源，為提高雜糧作物甚至主要糧食作物的抗逆水平和營(yíng)養價(jià)值提供遺傳基礎。

 

　　該論文同時(shí)也建議為了應對全球人口數量逐漸增加、食物多樣化需求日益增長(cháng)和極端氣候環(huán)境變化等各種不確定因素風(fēng)險，各國應當更加重視雜糧作物種質(zhì)資源的調查收集、遺傳多樣性保護、基因型和表型的精準鑒定以及種質(zhì)資源的直接開(kāi)發(fā)與利用，以確保雜糧作物作為戰略?xún)浠驇炷軌驊獙θ蛉丝谠鲩L(cháng)和氣候變化所帶來(lái)的食物安全和營(yíng)養同質(zhì)化的挑戰。

 

　　周美亮研究員為該論文的通訊作者，Mark A. Chapman教授為第一作者，作科所博士后何毓琦為第二作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃-雙子葉雜糧高效育種技術(shù)與品種創(chuàng )制、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

 

　　文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18021