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

  • 北京:家门口托管 社区“帮带娃”

  • 湖北武汉:室内滑雪享清凉

独家策划

推荐阅读
7月30日,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾在新闻发布会上表示,上半年,国内油气供应总体平稳有序,电力供应保障基础进一步夯实,全国发电装机容量突破40亿千瓦,规模远超世界其他主要经济体。
2026-07-31 03:20
夏日贵阳,清风送爽,“中国数谷”又要迎来一场数字经济领域的年度盛会。8月28日至30日,2026中国国际大数据产业博览会将在此举办,目前各项筹备工作已进入全面冲刺阶段。
2026-07-31 03:40
“十五五”规划纲要围绕“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”作出专篇部署,明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。
2026-07-31 03:40
“十五五”开局,第一个经济半年报发布,以高端制造、数智经济、现代服务为代表的新动能对经济增长的贡献超过40%。其中释放出鲜明信号,科技创新正加速赋能经济高质量发展。
2026-07-31 03:40
前不久,2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议在上海召开,多款智能助残设备集中亮相,生动展现了科技普惠特殊群体的温暖力量。
2026-07-31 03:40
近日,2026年亚太经合组织(APEC)数字和人工智能部长会议在四川成都举行,各种前沿科技产品集中亮相,“智能范儿”十足,吸引了中外观众纷纷驻足体验、拍手称赞。
2026-07-30 03:00
珠江口东岸,潮生不息,长风浩荡。前海石静立海边,近处草木葱茏,远处楼宇拔节。十多年前,这里还是一片滩涂;今天,一座现代化国际化滨海新城拔地而起。
2026-07-30 02:10
近日,中国长征十号乙运载火箭成功首飞,并实现全球首次网系回收。这一突破,不仅验证了重复使用火箭的关键技术,也为未来大幅降低卫星等航天器的发射成本打下了基础。
2026-07-30 03:00
“古籍虫蛀霉变触目惊心,传统修复周期漫长——能不能用AI让古籍校勘更快一些?”这是河北东方学院2022级文物与博物馆学专业学生罗钰姿在一次专业课上萌生的念头。
2026-07-30 02:20
近日,中央网络安全和信息化委员会印发《深化互联网协议第六版(IPv6)技术创新和融合应用实施方案(2026—2030年)》,围绕技术研发、行业融合应用、安全保障等十大领域系统布局,制定了36项具体任务,着力推动我国IPv6从规模部署迈向全面赋能。
2026-07-30 02:20
种业振兴,核心在创新。加强种业知识产权保护,是对育种创新的最大激励,也是加快推进种业振兴的有力保障。
2026-07-29 03:05
十四五”时期,生态环境部分区域、分批次完成全国452处国家级自然保护区生态环境保护成效评估,以及首轮全国生态保护红线保护成效五年评估。
2026-07-29 03:05
近日,印度最大核电站库丹库拉姆核电站被曝泄露大量敏感文件。勒索软件组织World Leaks将包括部分设施蓝图、供应商信息、设备评估报告等约1.9万份、总计14.3吉字节的敏感文件挂上其站点,
2026-07-29 03:05
习近平总书记在山东省德州市考察时强调,要“以扎实举措做好各项工作,着力提升农业综合生产能力和质量效益,确保粮食等重要农产品稳定供给,因地制宜推进宜居宜业和美乡村建设,引导广大农民群众用勤劳和智慧创造更加美好生活”。
2026-07-29 03:05
在国新办28日举行新闻发布会上,商务部副部长鄢东表示,看待产能问题,要秉持全面、客观、公正的态度,更不能以此为名,行保护主义之实。
2026-07-29 03:05
28日,中央广播电视总台首届智能机器人应用技能大展在京启动。活动现场,中国机械工业联合会携手总台央视新闻发布了《中国工业机器人市场活力数据》。
2026-07-29 03:05
国家统计局27日发布数据显示,今年上半年,全国规模以上工业企业营业收入同比增长6.5%,较一季度加快1.5个百分点。营业收入加快增长,
2026-07-28 04:15
推动科技创新与产业创新深度融合,是培育新质生产力、构建现代化产业体系,实现高水平科技自立自强的关键路径。习近平总书记深刻指出“人才资源是第一资源,
2026-07-28 04:25
作为走进企业的“科技副总”,浙江大学周鸣川研究员与某民营医疗机构共建联合实验室,推动眼科手术机器人进入国家创新审批通道;浙江农林大学王翀教授与杭州某饲料企业深度合作,
2026-07-28 04:25
加载更多