研究：全世界穀子來自中國

    【本報訊】據《科技日報》十四日消息：從中國農業科學院獲悉，該院作物科學研究所的一篇研究論文八日登上國際期刊《自然 · 遺傳學》雜誌。該成果破解穀子高質量圖基因組“天書”，力證全世界的穀子均來自中國。

    破解“天書”

    “歷時十年，我們對穀子及其野生種青狗尾草的一千八百四十四份核心種質資源進行深入分析，發掘了一千○八十四個重要性狀相關位點和基因，繪製了穀子首個高質量圖基因組。”論文通訊作者、中國農業科學院作物科學研究所研究員刁現民稱，基於高覆蓋深度測序，研究釐清了穀子野生種、農家品種和現代育成品種的群體結構、分類和衍化關係，闡明了穀子起源及馴化改良的過程；這些群體遺傳學證據清楚表明穀子是單起源，即全世界的穀子均來自中國。

    穀子是起源自我國的古老作物，隸屬禾本科狗尾草屬，至今仍是旱作農業的主栽作物，更是應對氣候變化和乾旱環境的戰略儲備作物。其籽粒為小米，營養價值高，深受人們喜愛。

    “我國是穀子的起源國，也保存着全世界最多的穀子資源。”中國工程院院士劉旭認為，本研究明確了穀子野生種、農家品種和現代育成品種三類資源的基因組變異本底，介紹了三類資源的亞群分類和地理分佈及其演化的可能過程，從遺傳學上肯定了穀子單起源中心，即中國起源中心的理論，是利用新技術進行資源研究的典型代表。

    為了破解圖基因組“天書”，研究團隊在對穀子野生種、農家品種和現代育成品種等一千八百四十四份核心種質資源群體結構進行解析的基礎上，從頭組裝了一百一十個穀子和狗尾草高質量基因組，繪製了首個狗尾草屬基因組變異圖譜，構建了首個雜糧和碳四(C4)作物高質量圖基因組。

    “《自然 · 遺傳學》發表的穀子圖泛基因組研究，是雜糧領域第一個高質量圖泛基因組。這一工作不僅是穀子研究的又一次‘里程碑’式工作，也是對‘小作物——大作為’的最好詮釋，並將對其他作物研究起重要推動作用。”中國科學院院士李家洋表示。

    助育種研究

    作物種質資源是優異基因的載體，對種質資源基因組變異的系統性認識和表型性狀的精準鑒定有利於其中優異基因的發掘和利用。研究建立了基於穀子圖基因組的最優預測模型和全基因組選擇育種方法，該方法可加速作物遺傳研究並使穀子表型預測精度最高提升百分之十二點六。

    中國科學院院士錢前稱，本研究讓人們更清晰地看到基因組結構變異在發掘基因功能上的重要性，為穀子模式植物體系提供了基因組和表型數據基礎，全面提升了穀子的育種水平和產量品質潛力，使我國保持了穀子基礎研究和育種研究的國際領先地位。

    “這些持續選擇基因和性狀關聯位點對穀子重要性狀遺傳解析及標記輔助育種至關重要。同時，在多作物平行馴化越來越明晰的情況下，相關研究結果也對其他作物重要性狀的遺傳解析提供了重要參考。”中國工程院院士萬建民說。