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

  • 皇岗口岸正式开通运行

  • 第140届广交会开幕在即 首期布展工作有序进行

独家策划

推荐阅读
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
高校辅导员队伍建设要把握高校思政工作的“变”与“不变”,着眼于增强辅导员对人工智能的趋势感知力、技术理解力、实践创新力和伦理判断力,将政策理念、形势挑战、技术发展、实践案例相结合,精心设计课程,切实增强人工智能赋能质效,全时空陪伴“数字一代”。
2026-10-13 09:57
今年10月12日,是我国首批国家公园设立五周年。五年来,各国家公园统筹推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,实施栖息地修复、生态廊道连通、人为活动管控等系列举措,区域生态本底持续巩固。
2026-10-13 09:51
巴山蜀水,苍茫山林间,大熊猫安然栖息,川金丝猴、珙桐等同域珍稀动植物共生于此。多年前,栖息地面积缩减一度令大熊猫濒临灭绝;圈养大熊猫也长期面临繁殖难、育幼难等难题,维系大熊猫种群数量极为不易。
2026-10-12 10:09
近年来,河北省唐山市丰南区积极调整农业结构,引导农户发展特色农业,通过“南果北移”“南苗北育”模式,引进优良甘蔗品种种植,促进农业增效农民增收。图为10月11日,唐山市丰南区黄各庄镇宣庄六街的农民在田间收获甘蔗。
2026-10-12 10:08
加拿大外长阿南德也表示,北极在关键矿产、能源、交通等方面拥有巨大潜力,但关键在于要让“当地人受益”。赵隆指出,特朗普2025年重返白宫后美国再度退出《巴黎协定》,加深了其与盟友在气候政策上的分歧。
2026-10-12 10:07
6时30分起,各类等待审核、签发的预报预警材料堆满了陈涛的案头;一个半小时后,全国天气会商准时开始,陈涛快步走上首席预报发言岗位——多方预报意见不断交汇,最终产生预报结论。
2026-10-12 10:07
搭载“蛟龙”号载人潜水器的“深海一号”船近日从福建厦门起航,赴南太平洋执行中国大洋100航次第二航段科学考察,这也是“蛟龙”号首次在南太平洋开展调查作业。
2026-10-10 07:18
日前,中央网信办通报该专项行动第二阶段工作成效,累计清理违法违规信息561万余条,查处账号4.9万余个,处置违规网站、应用程序等2400余个。
2026-10-10 07:16
在台风“扎堆”出现的状态中,有一个“巧合”引起广泛关注:今年第9号台风“巴威”、第13号台风“白海豚”、第18号台风“沙德尔”相继登陆浙江省台州市玉环市坎门街道,上演罕见的台风登陆“帽子戏法”,创下新的华东沿海台风登陆气象纪录。
2026-10-10 07:15
近年来,我国持续强化危险化学品应急救援队伍建设。目前,全国已建成580支、4.1万余人的危险化学品应急救援队伍,国家层面建成45支国家级危险化学品应急救援队伍,基本实现重点化工区域、重大风险点位应急救援力量全覆盖,应急快速响应、就近高效处置能力不断提升。
2026-10-10 07:09
看着货架上让人眼花缭乱的食品,你会怎么挑?相信不少人都会第一时间翻看配料表。事实上,配料表的长短可不是“安全标尺”,并不和食品品质挂钩;同样,食品添加剂的种类繁多,也并不意味着有害和超标——
2026-10-10 07:06
记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系丁世谦团队近日利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光,以及与合作团队共同研制的掺钍-229氟化钙晶体,实现钍-229核跃迁吸收光谱测量,并将激光频率稳定锁定至核跃迁,实现核光钟运行。
2026-10-09 10:02
获嘉县艳阳天农业服务专业合作社理事长徐方子站在试验田的地头,轻点手机屏幕,电动阀应声开启,水肥顺着滴灌管线精准送达每一株玉米根部。从“会种地”到“慧种地”,从中原粮仓到国人餐桌,河南把创新嵌进农业家底里,让老把式用上新技术,让泥土地长出新生意。
2026-10-09 10:03
国家卫生健康委、国家发展改革委近日印发《医疗康复护理扩容提升工程实施方案》。根据方案,“十五五”期间,原则上支持每个省份建设至少1个康复或护理临床重点专科,省级、设区的市级临床重点专科建设向康复、护理专业倾斜。
2026-10-09 10:05
题:新就业形态劳动者权益保障新规回应哪些关切 随着依托互联网平台就业的新就业形态劳动者数量持续增长,新就业形态劳动者权益保障办法将着力保障该群体合法权益,推动新就业形态健康发展。
2026-10-09 10:07
作为区域性的综合农业服务枢纽,现代农事综合服务中心可以统筹农技、农资、农机、加工、物流、销售等服务能力。“十五五”期间,数字乡村、智慧农业既要持续加强技术研发,也要更加重视通过完善的服务体系把数字化、智能化能力送到田间地头。
2026-10-09 10:11
9月24日,江苏苏州太仓市沙溪镇虹桥村连片稻田里,晚稻正值灌浆关键期,预计10月下旬即可开镰秋收。自此,太仓全市366台粮食烘干设备实现清洁热源100%全覆盖,秋粮归仓的“最后一公里”即将全程用上绿能。
2026-10-09 10:14
加载更多