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:藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的
首页> 光明科普> 农业农村频道> 三农看点 > 正文

藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的

来源:光明网2025-10-24 18:00

  每次买蔬菜想挑更鲜嫩的,选大米希望口感更软糯,买面粉盼着做出来的馒头更筋道——我们对“好食材”的期待,其实都离不开生物育种的支撑。

藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的

图片由AI生成

  在2025WAFI国际智能育种论坛上,丹麦奥胡斯大学数量遗传学与基因组学中心助理教授房灵昭,就用通俗的语言讲清了生物育种的作用:读懂动植物的基因规律,找出那些能让食材更优质、更抗病、更稳定生长的“密码”,再通过科学选择,让我们每天吃的食材都能更符合需求。

  要搞懂生物育种,得先从DNA说起。我们可以把DNA想象成一个高度压缩的生物信息压缩器,里面装着从一颗受精卵长成完整个体、再到衰老的所有指令。而解读这些指令的,正是身体里的每一个细胞——细胞会把DNA里的信息“翻译”出来,指导组织和器官的生长。可不同个体的DNA总有不一样的地方,也就是“遗传变异”,这些变异会让细胞的解读方式变不同,最终导致有的动植物长得快、产量高,有的却容易生病、适应不了环境。生物育种的核心,就是搞清楚这些变异到底怎么影响细胞和组织,再利用这些知识选出更优秀的品种。

藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的

复杂的表型调控回路。图源演讲者幻灯片

  不过,读懂基因的“语言”可没那么容易。过去20年,研究人员常用一种叫GWAS的方法,通过扫描全基因组,找出遗传变异和动植物性状(比如猪的体重、鸡的产蛋量)、人类疾病的关系。但这种方法有个局限——它只能告诉我们“哪段基因和性状有关”,却说不清“这段基因是怎么一步步影响细胞、组织,最终变成性状”的。要补上这个缺口,就需要大量的数据,而家养动物恰好帮了大忙。和人类研究不同,家养动物本身是食物,获取它们的组织和器官没有太多伦理限制,还能大量选择有代表性的个体,比如猪、鸡,它们不仅能帮我们研究育种,还能当“医学模型”,为人类健康研究提供参考。

  研究团队开启了FarmGTEx项目,过去七年,已经在生物育种的基础研究上迈出了一大步。2018年项目刚启动时,没有专项经费,团队就先整理已发表的数据,完成了牛、猪、鸡、羊的初步研究,全球100多家单位也一起参与进来,共同分析解读。

藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的

FarmGTEx项目。图源演讲者幻灯片

  这期间,他们发现了几个关键规律:比如不能只看“基因有没有表达”,更要关注“基因在细胞里实际发挥作用的状态”,也就是“分子表型”,这对精准找到育种靶点特别重要;再比如不同组织的基因调控方式差异很大,像睾丸、卵巢这类器官,它们解读DNA的“解码器”和其他组织不一样,调控机制自然也不同;还有,把这些遗传变异的信息和GWAS的结果结合,能大大缩小育种靶点的搜索范围——比如研究猪的某个性状时,能明确知道只有某段基因在大脑和肠道里起作用,不用再盲目排查其他组织。

  未来5到10年,生物育种还会朝着更精细、更全面的方向发展。研究人员会用更先进的测序技术,比如三代测序,找到更多更复杂的遗传变异;会把组织解剖得更精细,搞清楚不同性别、不同品种、不同发育阶段,甚至遇到病菌感染时,遗传变异会有什么变化;除了牛、猪、鸡、羊,还会加入鸭子、兔子、骆驼、牦牛等更多动物,覆盖更广泛的物种。同时,团队还会开发专门的工具,用生物信息学甚至AI技术,把遗传变异的功能注释得更清晰,帮大家更好地理解动植物性状形成、适应环境的机制,为精准育种找到更有效的“突破口”。

藏在食材里的基因智慧:好品种,是这样选出来的

图片由AI生成

  更重要的是,生物育种从来不是“闭门造车”。现在的研究是全球合作的开放项目,所有收集到的数据、解读出的知识都会定期更新、公开释放,不仅能帮农业领域选出更高产、更优质的品种,还能通过家养动物的研究,为人类健康提供参考——比如帮着找治病的靶点、检测药物安全性。毕竟,不同物种的基因组有很多相似之处,人类身上的研究成果能帮着解读动植物的性状,反过来,动植物的研究也能补全人类健康研究的缺口。

  记者:李欣哲

  技术支持:光明智会系统

 

[ 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

  • 海南自由贸易港正式启动全岛封关

  • 在杭州,路过“树”的浪漫

独家策划

推荐阅读
中国科学技术大学教授潘建伟、张强等组成的研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院半导体研究所等单位合作,通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦片上集成的高亮度偏振量子纠缠光源,向集成化量子信息处理迈出重要一步。
2025-12-18 10:02
肺鱼,一种可以“绝境求生”的神奇生物,部分种类能在缺水时躲入泥中使用肺呼吸,直到雨季才复苏。借助高精度CT扫描与三维重建技术,乔妥、崔心东与团队其他成员对云南古嵴鱼展开了细致的关键形态特征观察。
2025-12-18 10:00
气温下降容易影响呼吸系统和循环系统。
2025-12-18 09:59
在这些应用成果中,人工智能大模型赋予机器人“大脑”,具身智能赋予机器人“小脑”与“四肢”,让它们学会像人一样思考和行动。蒸汽机延伸了人类的体能,计算机延伸了人类的智能,具身智能意味着一个“人机共生”的新纪元——机器人不再是冷冰冰的机器,而是生产生活中的得力伙伴。
2025-12-18 09:50
其中,“泛在操作系统”“高性能制造”“深部固体资源流态化开采”“超级微创手术”4项体系化新名词,均为我国科学家率先提出。超级微创手术经由自然腔道、隧道、穿刺通道、多腔隙通道,构建起覆盖全器官系统的技术体系。
2025-12-18 09:49
当晨曦穿透亚马孙雨林的薄雾,一组由废旧手机改装的声学传感器正竖起“耳朵”,人工智能(AI)模型在毫秒间分辨出三公里外链锯切割树干的异常声响。这一由AI编织的生态防护网络,正以超越人类感知的速度与精度,重构全球生态环境保护的技术版图。
2025-12-18 09:46
近期,一款名为重力眼罩的产品在各大电商平台迅速走红,成为众多消费者追捧的“助眠神器”。在首都医科大学附属北京世纪坛医院眼科主任医师解晓斌看来,商家宣传的“精准按压穴位”大多是营销话术,重力眼罩的助眠原理并非穴位按压。
2025-12-17 09:45
我1999年从海外回国,26年来,有两个梦日夜萦绕在脑海:一是作为一名物理学者征服世界级难题的“量子梦”,二是作为高等教育工作者为祖国培养一流人才、抢占科技高地的“强国梦”。
2025-12-17 09:40
2022年,我全职加入清华大学,建立求真书院,立志在中国本土培养更多数学人才。 展望“十五五”,国际形势风云激荡,我们要以高瞻远瞩的战略定力,在中国本土培育一批有能力、有魄力、敢于挑战前沿的年轻领军学者。
2025-12-17 09:39
《2022版中国科普期刊概览与目录》为科普成果认定提供了统一标尺。
2025-12-17 09:43
“不断地优化和发展新的专业结构,这是高校本身要做的。”北京林业大学校长李召虎表示,在高等教育不断发展的进程中,满足并引领社会发展是核心逻辑。
2025-12-17 09:23
题:抗流感、重养生,巧用中医方法安度寒冬 齐文升说,此时应尽量早睡晚起;饮食应减少生冷寒凉之物,适当食用牛羊肉、桂圆、核桃等温补食材,怕上火可适当添加银耳、百合或山药。
2025-12-17 09:46
长途出行,电动汽车、充电桩随处可见;冬天取暖,不再以烧煤为主,而转为电采暖……今天,我们身边用能电气化的场景愈发常见。
2025-12-16 10:13
记者从2026中国信通院深度观察报告会上获悉:“十四五”时期,我国6G发展处于愿景需求定义清晰、技术突破初见成效、标准研究全面启动的关键阶段。
2025-12-16 10:06
相较西方国家而言,中国现代科研体系起步较晚,直至改革开放后才重建硕博制度,科研力量逐步壮大。(作者系中国科学院院士,本报记者冯丽妃据其在新疆科普专家报告团活动中的发言整理)  《中国科学报》 (2025-12-16 第1版 要闻)
2025-12-16 10:02
种子休眠是指种子在适宜发芽的条件下仍“按兵不动”,直到环境真正安全才“启动”发芽,是农作物在驯化过程中被深刻改造的关键性状之一。研究发现,一个名为MKK3的基因通过“拷贝数+激酶活性”双轮驱动,塑造了大麦在全球不同气候区的休眠节律。
2025-12-16 09:58
区块链、云计算等技术的应用,正推动畜牧业形成从养殖到消费的全程数字化溯源体系,提升整体协同效率,创造产业协同新价值。推动数字技术与畜牧业深度融合,有赖于构建多方参与、协同推进的长效机制。
2025-12-16 09:55
作为国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置,这里吸引着全世界的目光。细数这一年,更多创新成果从“实验室”走向“生产线”并落地应用场景,创新“势能”向经济“动能”不断转化。
2025-12-16 09:52
深海、极地,这两个词给普通人带来的是神秘又浪漫的感觉。但对于一线科研人员来说,却意味着枯燥与艰辛:在狭小的潜水器球舱里工作9个小时,为了工作甚至不敢多喝水;在零下十几摄氏度的后甲板上作业,海风吹在脸上如刀割般疼痛;在高达13级的风暴中,晕船到无法站立……
2025-12-15 09:56
12月12日中午,在北京中国科学院国家天文台会议室内,研究员刘继峰、王亚楠与中国科学院大学副教授黄样、华中科技大学教授雷卫华等正在聚焦1.2亿光年外的一场“宇宙风暴”—— 一颗恒星被超大质量黑洞撕裂,残骸形成炽热的吸积盘,并驱动喷流同步摆动。
2025-12-15 09:53
加载更多