作物近緣野生種是作物品種資源的重要組成部分,在作物起源進化研究中是不可替代的基礎資料,同時在抗病耐逆、產量和品質性狀方面蘊藏著豐富的變異類型,對遺傳育種的長期穩定發展不可或缺。穀子(Setaria italica)是起源於我國的重要糧食作物,其馴化栽培歷史可追溯到16000年前,屬於人類最早馴化栽培的禾穀類作物。
穀子屬於禾本科、黍亞科的狗尾草屬,該屬在全世球有125個種左右且分佈極為廣泛,除了糧食作物穀子外,其他物種均為危害農業生長的雜草,如青狗尾草(S. viridis)、金色狗尾草(S. glauca)等。雖然早在上個世紀40年代就已經確立了穀子是從其野生種青狗尾草馴化而來,然而穀子/青狗尾草與其他狗尾草的系統進化關係長期不清楚,這不僅阻礙了對狗尾草屬系統進化關係的認知,且極大的限制穀子遠緣雜交育種。
早在2013年,趙美丞等(BMC Genomics;Doi.org/10.1186/1471-2164-14-244)就利用基因組原位雜交科技和基於分子標記的系統進化樹等方法對狗尾草不同的野生種進行了系統進化關係梳理,發現狗尾草屬至少含有6個基因組型(A-F)(圖1),為穀子和其他狗尾草的系統進化關係奠定了理論基礎。近些年來隨著基因組及分子遺傳學的快速發展,作物近緣野生種中蘊藏的優异基因資源得到迅速發掘;此外,隨著基因組編輯科技的飛速發展,作物野生種從頭馴化正在成為創制新作物的重要途徑。在這種背景下,農業資源中心趙美丞副研究員聯合中國農科院作物所刁現民研究員在《作物學報》上發表了“穀子近緣野生種的親緣關係及其利用研究”的長文綜述,系統總結了穀子野生種的分類、基因組構成、系統進化關係和遺傳育種的研究進展進行了綜述,重點討論了穀子近緣野生種在穀子起源與馴化、遺傳育種中起到的作用,並對穀子近緣野生種在穀子馴化及育種中的進一步利用做了展望,為從事穀子遺傳育種、植物系統進化、作物種質資源、作物功能基因組學等領域的科研工作者提供了穀子近緣野生種研究的最新研究進展。
農業資源中心的趙美丞副研究員為第一作者,中國農業科學院作物科學研究所的刁現民研究員為通訊作者。該研究工作得到國家重點研發計畫(2019YFD1000700/2019YFD1000701,2018YFD1000706/2018YFD1000700),國家現代農業產業科技體系(CARS-06-13.5-A4),國家自然科學基金專案(31871634)和河北省自然科學基金項目(C2020503004)資助。
論文連結:
https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20210524.1127.002.html
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