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 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 美丽中国行丨探访四川雅安大熊猫溯源营地

  • 我国科研团队成功找回“丢失”的野生玉米基因

独家策划

推荐阅读
台风路径预报、渔船出海决策,乃至“厄尔尼诺”预警,离不开一套行之有序的全球海洋观测系统(GOOS)。它由数千个漂流浮标、科考船和锚系浮标共同构成,像神经系统一样监测着海洋的温度、盐度和海流。
2026-06-04 09:47
供销合作社系统紧盯“三夏”生产关键节点,统筹农机力量、强化科技赋能、健全收储保障,护航夏粮抢收、烘干、收储工作。当前正值夏收夏种的关键时节,浙江省杭州市富阳区供销合作社所属供销新桐农业现代化服务中心抢抓农时,开足马力,全力以赴投身“三夏”生产主战场。
2026-06-04 09:35
高校拥有科研力量,但成果难以精准对接产业需求;企业有技术瓶颈,却找不到合适的团队攻关。建设甘肃高等研究院,旨在破解科研、产业“两张皮”,推动科技创新和产业创新一体发展,打通产学研用“最后一公里”。
2026-06-04 09:34
记者闫磊、张文攀从国网宁夏电力调控中心获悉,5月30日,宁夏新型储能装机规模突破1000万千瓦,正式迈入千万千瓦级储能大省行列。宁夏率先构建多元化市场营利模式,构网型储能、百万千瓦级共享储能等标杆项目相继落地投产,实现储能资源建得成、调得动、用得好、效益高。
2026-06-04 09:33
近日,《四川省加快推进“人工智能+”一号创新工程实施方案》正式发布,四川正以全省一号创新工程全力推进人工智能发展。据介绍,四川目前已建成数据中心139个,智算规模约38EFLOPS,为“人工智能+”一号创新工程夯实了算力底座。
2026-06-04 09:31
布局基础研究必须有“功成不必在我”的长远眼光,以持久耐心深耕原理,方能收获未来技术革命的丰硕果实。为此,基础研究布局更加注重从技术瓶颈中提炼低层和深层科学问题,引导科研力量在原理层面下苦功、求突破。
2026-06-04 09:46
5月29日,中央宣传部、中国科协发布“最美科技工作者”,四川大学华西临床医学院副院长,华西医院神经内科主任医师、教授陈蕾入选。
2026-06-03 10:26
瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队开发出一种由干细胞和磁电纳米颗粒组成的“细胞机器人”。
2026-06-03 10:24
生态环境部日前印发《海湾清洁指数评价技术方法(试行)》,旨在建立统一规范的海洋垃圾清洁程度量化评估与分级标准,推动沿海地方精准识别问题短板,压实所辖海湾的海洋垃圾治理责任,为“十五五”时期海洋垃圾治理提供重要支撑。
2026-06-03 10:21
近期,国务院印发《加快农业农村现代化“十五五”规划》(以下简称《规划》)。日前,农业农村部、国家发展改革委负责人就《规划》有关情况进行了解读。
2026-06-03 10:20
对于处于科技追赶阶段的经济体而言,基础研究投入不只是解决原创突破的问题,也是形成技术理解力、知识翻译力和产业吸纳力的必要条件。
2026-06-03 10:14
6月1日,漳州核电4号机组核岛反应堆厂房堆腔换料水池模块吊装成功,为后续核岛主线关键路径施工奠定坚实基础。
2026-06-02 10:03
1日,2026年全国粮食和物资储备科技活动周在湖北武汉启动。今年科技活动周的主题是“奋进‘十五五’ 科技护粮储”,活动发布了“十四五”期间我国粮食和物资储备领域132项优秀科技成果、应用案例。
2026-06-02 09:51
全球约有2.5亿乙肝病毒感染者,多数需要长期甚至终身服药,难以彻底停药。当病毒入侵人体细胞时,它首先要“刷卡进门”——结合细胞膜上的特定受体蛋白,才能进入细胞内部。
2026-06-02 09:48
6月1日,长征十二号乙遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区中国商火研试发射工位点火升空,成功将千帆星座第十批组网卫星送入预定轨道,首飞任务取得圆满成功。
2026-06-02 09:46
近日,中国民航局新增内设机构低空安全司,机构职责包括起草低空民航发展规划、统筹低空安全与发展、建设低空飞行服务调度平台和低空飞行服务站体系等。这是继2024年12月国家发展改革委成立低空经济发展司之后,国家成立的第二个低空概念管理机构,与低空经济发展有着不可分割的联系。
2026-06-02 09:43
生态环境部近日联合教育部等11个部门和单位发布《中国噪声污染防治报告(2026)》。这位负责人表示,生态环境部为此持续开展噪声治理“千件万户”投诉典型案件调度,推动解决了一批群众反映强烈的噪声问题。
2026-06-01 09:55
习近平总书记深刻指出,中国式现代化要靠科技现代化作支撑,实现高质量发展要靠科技创新培育新动能。生产线上,一批核心技术加速突破,为产业升级注入强劲动能……  习近平总书记强调,实现高水平科技自立自强,是中国式现代化建设的关键。
2026-06-01 09:55
作为全球海洋科技领域最具权威性与影响力的学术盛会,已创办近60年的国际海洋技术大会,一直被誉为全球海洋科技界的“风向标”与“孵化器”。”5月27日上午,中国科学院深海科学与工程研究所副所长彭晓彤汇报由中国科学家主导的国际合作“全球深渊探索计划(GHEP)”。
2026-06-01 09:54
6月1日,由工业和信息化部批准发布的《YD/T 6770—2026 人工智能 关键基础技术 具身智能基准测试方法》正式实施,标志着具身智能评测迈入“有标可依”的新阶段。不仅如此,《人形机器人 全生命周期管理规范》标准也于近期发布,通过“一机一码”,确保产品可进行全链条管理。
2026-06-01 09:54
加载更多