点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案

来源:光明网-科普中国2023-06-08 17:18

育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案

  编者按:日前,国际权威期刊《细胞(Cell)》在线发表了中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队的最新研究成果:利用进化基因组学鉴定有害突变进而指导杂交马铃薯育种。该研究发明了一种新的“进化透镜”技术,给育种家一双“火眼金睛”,能够及早发现阻碍马铃薯育种的基因组“暗礁”(科学家称之为“有害突变”),避免育种“走错路”,让大家能够更快吃上更优质的高产土豆。究竟什么是“进化透镜”技术?它又是怎么工作的呢?记者采访了中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶。

  马铃薯,是我国第四大主粮作物,也是我们饮食生活中各类美食的原材料。但习惯了现代农业技术发展的人们或许难以想象,当前国际广泛种植的加工马铃薯品种能够追溯到120年前,国内栽培面积最大的品种也要追溯到64年前。

  【中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶】大家可能经常吃薯条,但是有一点可能大家不知道,我们经常吃的薯条是120年前的品种。因为马铃薯的育种非常的缓慢,它的基因组太过于复杂了,而且是无性繁殖。传统的马铃薯它有四套的遗传物质,改良起来非常复杂。另外一个障碍是薯块繁殖,大家买菜也都知道,薯块很容易就坏。

育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案

  复杂的基因组和薯块繁殖是马铃薯育种的两大障碍,这既是科学家们面临的挑战,也指出了一条清晰、坚定的科研之路。为此,黄三文团队发起了“优薯计划”。

  【中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶】那么我们团队就发起了“优薯计划”,改革马铃薯的整个育种,从四倍体改成二倍体,从无性繁殖的薯块繁殖改成一个种子的繁殖。这样我们可以加速育种的进程。原先十几年才能培育出来一个品种,我们现在3~5年就可以培育出一个品种。

  从四倍体到二倍体,这无疑是一场马铃薯的育种变革,既将复杂的基因组简化,又利用种子减少了繁殖中感染病虫害的风险。

  【中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶】为了达到这个目的,主要通过两个策略,一个是聚合好的位点,第二个就是淘汰不好的位点。马铃薯基因组中有很多不好的位点,是肉眼看不到的。但是在制种过程中它就能表现出来。为了追踪这些不好的位点,我们开发了一个“进化透镜”的技术。举一个比较形象的例子,就相当于是一道白光透过三棱镜,然后三棱镜会根据不同的波长分成7种颜色的光。我们就相当于把马铃薯全基因组所有的序列,都放到这个“进化透镜”里面,这样这个“透镜”就可以区分出来每个位点对我们马铃薯重不重要。

  有害突变,其实是整个动植物界都非常普遍的现象。在制种过程中我们不断地自交,它会产生一些表型的下降,比如说有的是不育了,还有的就是长得特别弱小。这些表现我们都称之为自交衰退。

育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案

  利用进化透镜,科研人员得以找出与有害突变位点,并由此绘制出马铃薯基因的二维图谱。

  【中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶】相当于我们有一个图谱,就可以指哪打哪,去改良那些不好的位点,就是针对性地改良。我们可以去预测马铃薯的产量、薯块的多少、株高,这些都可以预测。这样我们可以在非常短的时间内更准确、高效的培育高产的品种。

育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案
  通过进化透镜技术,中国农业科学院的研究人员鉴定出了1700万个高度保守的位点,使得马铃薯的育种避免了许多“弯路”,大大促进了培育的进程。然而,这一技术的创新价值远不止于此。

  【中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后吴瑶瑶】我国作为一个农业大国,作物的科学研究是跟国际上的研究是同步的。我们的研究是达到了世界非常前沿的水准,不仅对我们马铃薯,而且对整个产业,像果蔬、茶叶等一系列的植物的相关的育种都是非常重要的。

 

  科学审核:吴瑶瑶(中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队博士后)

  监  制:战 钊

  策  划:宋雅娟

  编  导:宋雅娟 肖春芳

  文字整理:张柳艳(实习)

  鸣  谢:中国农业科学院深圳农业基因组研究所

  联合出品:中国科协科普部、农业农村部人力资源开发中心、中国农学会、光明网

 

 育种如何“少走弯路”?“进化透镜”给出答案
[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中国人民银行发行中国工农红军长征胜利90周年金银纪念币

  • 聚焦物理AI与世界模型 前沿科技成果集中亮相南京

独家策划

推荐阅读
职工基本医疗保险(含生育保险)统筹基金收入14473.64亿元,城乡居民基本医疗保险统筹基金收入8554.69亿元。
2026-10-22 09:57
明确了如何衡量河湖复苏标准,如何确定河湖复苏目标,如何制定河湖复苏措施等技术要求,为指导母亲河复苏行动提供技术依据。
2026-10-22 09:48
聚焦医学人才培养的思想碰撞,正是学校探索育人新模式的一个缩影。
2026-10-22 09:47
形成覆盖重点领域、辐射全国的专精特新赋能网络,推动中小企业专精特新发展质量明显提升、专精特新“小巨人”企业持续涌现。
2026-10-22 09:46
这是我国首次提出全经济范围、包括所有温室气体的绝对量减排目标,为我国的绿色低碳转型指明了方向,提振了国际社会对全球气候治理的信心。
2026-10-22 09:43
2026年全国城市联合招聘高校毕业生秋季专场已推出新一批155场就业服务活动,包括面向人工智能、新能源、装备制造、现代服务、医疗卫生等重点行业领域的线上线下专场(校园)招聘会105场。
2026-10-22 09:44
担心被人工智能(AI)取代的员工,更容易在工作中消极怠工、迟到早退,甚至出现顺手拿走同事的午餐等人际越界行为。
2026-10-21 10:48
中国职业教育专题展上,摆着新能源汽车、港口航运、船舶焊接三个领域的未来实训中心项目。“无论实训条件和方式如何改变与优化,梳理并稳定现场关键岗位能力图谱,依然是未来实训中心的重要基石。
2026-10-21 10:48
记者日前从国家医保局了解到,医保钱包已升级到2.0版本,职工医保个人账户跨省共济功能实现全国全面落地。2.0版本的医保钱包都升级了哪些内容,谁可以使用,又如何使用呢?
2026-10-21 10:48
从基础化疗到双抗、多抗,再到抗体偶联药物(ADC),抗肿瘤新药正加速涌向临床。近日,京津冀第四届医药创新发展大会抗肿瘤新药安全与药学服务创新主题分会上,河北医科大学第四医院药学部主任冯锐用“百花齐放”形容当下的创新药格局。
2026-10-21 10:47
此次研究中,研究团队研制了一种高性能声学量子器件——高泛音体声学波谐振器。研究团队不仅让多个声学振动模式建立了这种特殊关联,还将这种关联从一个声学谐振器传递到另一个谐振器。
2026-10-21 10:47
智能科技是当前最具革命性、引领性的科技前沿,是推动新质生产力质态变革的关键力量,它不仅表现为技术层面的迭代,更体现为生产方式、产业形态和价值创造模式的系统性重构,并推动形成智能经济新形态。
2026-10-20 10:00
推进全球人工智能伦理治理,必须坚持“以人为本、向上向善”,以增进全人类共同福祉为根本目标,从技术普惠、精准治理、多元参与和全球共治四个方面协同推进,构建发展机会均等、权责边界清晰、国际协同高效的治理秩序。
2026-10-20 09:59
人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,也是中国式现代化行稳致远的根基所在。时隔十年,2026年10月,全国卫生与健康大会再次召开。回望十载征途,健康中国已从宏伟蓝图,化作大江南北触手可及的民生福祉。
2026-10-20 09:58
自然如何不被贫困“吞噬”,跨境之痛如何共担,资金如何流向正确方向——16日在亚美尼亚首都埃里温举行的生物多样性领导人峰会,就这三个问题向《生物多样性公约》第十七次缔约方大会(COP17)正式谈判传递出三个诉求:把自然保护纳入安全议程,让全球目标回应区域现实,让资金和措施真正到位。
2026-10-20 09:57
生产要素创新性配置,推动资源治理由技术优化向制度协调延伸。算电协同、算水协同揭示的资源逻辑,是技术创新改变资源利用方式、要素创新性配置提升系统效能、产业转型升级实现综合价值的有机统一。
2026-10-20 09:55
围绕“科学作为全球公共产品”“负责任的人工智能应对全球挑战”“科学、社会与信任”三大议题开展对话交流
2026-10-20 08:58
2026国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话由国际科学理事会主办,中国科学技术协会、中国科学院、中国社会科学院、北京市人民政府共同举办
2026-10-20 08:29
城市是人民美好生活的载体,人民群众是城市建设的主体和城市发展的动力源泉。
2026-10-19 09:32
当你出门后,扫地机器人根据你的清洁习惯自己排定工作时间、规划好路线;自研的快充技术,让它边充边扫、无限续航。这个颇具科幻意味的场景,已被第140届中国进出口商品交易会(广交会)上的一款产品实现。
2026-10-19 09:35
加载更多