小麦是我国两种主粮之一,也是世界上种植最广的作物。不同地域温热条件决定了种植的小麦品种存在很大差异,比如我国华北平原适合冬小麦,东北与西北地区的冬季极寒天气只适合春小麦种植。不同人群饮食习惯和不同面食制作工艺也对小麦品质的要求存在明显不同,例如适合于中国人饮食习惯的制作馒头面条需要中筋小麦粉,制作面包需要强筋小麦粉,而制作饼干需要弱筋小麦粉。人们生活水平的提高,带来了专用小麦品种的新需求。因此,小麦育种不仅需要高产,更需要考虑优质和稳产的标准。
从遗传特性上讲,小麦是异源六倍体作物,基因组结构复杂且庞大,基因组大约是水稻的35倍。近年来在基因组研究方面,小麦及其祖先种和近缘种等(如乌拉尔图小麦、拟山羊草和节节草,长穗偃麦草等)基因组取得了重要进展,助推小麦功能基因组学的研究。特别是近年来中国科学家在小麦基因组学和功能基因组学等方面的研究中取得了突出的进展。
《中国科学:生命科学》英文版(SCIENCE CHINA Life Sciences)最新在线发表了题为“Wheat genomic study for genetic improvement of traits in China”的长篇综述。综述全文58页、3万余字,以国际小麦相关研究为背景,全面系统地总结了过去数十年中国科学家在小麦(族)基因组学、小麦起源与驯化、重要农艺性状(产量、品质、开花时间、养分利用等)、耐逆及抗病虫害等领域的研究成果及其应用进展。该文对培育小麦优质高产、高效耐逆新品种具有重要的参考价值,为小麦重要性状的分子网络解析以及后基因组时代的设计育种指明了方向。
图1六倍体小麦的物种形成与产量
图2小麦基因组信息有利于基因库开发和小麦改良
图3 小麦产量性状的基因调控网络
图4 小麦加工品质及其分子调控
图5 春化调控冬小麦的成花转变
图6小麦养分利用效率的调控
图7小麦抗盐、抗热、抗旱的工作模型
图8小麦抗病虫基因的克隆及其在育种上的应用
该综述由中国科学院植物研究所种康院士牵头组织,邀请中国农业科学院作物科学研究所贾继增、何中虎、张学勇研究员,中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇、童依平、凌宏清、肖军、鲁非研究员,中国农业大学倪中福、姚颖垠教授,山东大学夏光敏教授,河南农业大学王道文教授,东北师范大学刘宝教授,南京农业大学马正强教授,山东农业大学孔令让教授,西北农林科技大学许盛宝教授,以及中国科学院植物研究所郭自峰研究员、焦远年研究员等40位作者共同撰写完成。
论文链接:
https://doi.org/10.1007/s11427-022-2178-7
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