“科学家讲科学”之省自然科学基金燕赵青年科学家项目系列(17)河北大学杜会龙团队:燕麦的驯化和改良
时间:2024-08-13 来源:河北省科学技术厅 作者:佚名
编者按:为有效推动科学普及与科技创新两翼齐飞,营造尊重科学、崇尚创新的浓厚氛围,我们再次推出“科学家讲科学”系列科普讲座,在上一期邀请我省自然科学基金创新研究群体基础上,此次燕赵青年科学家项目负责人带来了他们各自研究领域基础科学知识,带你用好奇更新已知边界,用科学连接未来生活。让我们与省自然科学基金背后的专家面对面,与科学零距离,继续有料有趣的奇妙科普旅程!
今天我们一起走进河北大学杜会龙教授团队,解密燕麦是如何驯化和改良的。
燕麦的驯化和改良
今天我们赖以生存的作物,如水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜和各类瓜果蔬菜等,都经历了两次强烈的人工选择, 即驯化和改良。作物的驯化和改良及基因组学相关研究, 不仅有助于揭示在人工选择作用下生物遗传变异的规律以及物种形成的机制, 还能够加深人们对特定生物性状起源、变异和进化的认识,为进一步开发新的种质资源、更有效地改良品种提供理论基础和指导。
图1 河北大学杜会龙教授
我国可用于提升饲草产业的耕地面积严重不足并缺乏高产优质的草种资源,极大地限制了饲草产业的发展。在土地方面,我国拥有丰富的盐碱、干旱、贫瘠等边际土地,国家出台了多项政策用于确保提升盐碱地的综合利用率,加快耐盐碱饲草的品种培育,增加优质饲草供应和草食畜产品产出。而草种方面,燕麦作为我国最主要的优质饲草类型之一,不仅产草量高、营养价值高、适口性好,同时还具有抗旱、耐适度盐碱、耐土地瘠薄等特点,是盐碱地和贫瘠土地改良与利用的先锋作物。因此,筛选高产、优质、耐逆的燕麦种质资源并结合野生燕麦,实现栽培燕麦的遗传改良和抗性提升,并利用盐碱地大力发展饲草生产,是提升我国饲草供给能力的有效途径。
然而,目前燕麦基因组学研究相对薄弱且优异燕麦种质资源严重匮乏,极大地限制了高抗盐碱燕麦的分子育种进程和燕麦产业的发展。
图2 高产、耐逆燕麦种质资源筛选及1%左右盐浓度下高抗燕麦的生长情况
杜会龙团队主要从事燕麦基因组进化与表型可塑性的遗传学基础和燕麦胁迫响应与生长发育平衡的分子调控机制的研究,培育高产、优质、耐逆的燕麦新品种。目前,团队已解析了六倍体栽培燕麦11Gb超大且复杂的基因组序列;首次探究了皮、裸燕麦间重要农艺性状差异的基因组学基础并揭示了其遗传多样性;完成了河北大学全球燕麦多样性中心和燕麦高通量品质表型精准鉴定体系的构建;从全球1万余份燕麦种质中筛选了2300余份种质并在全国五个生态位包括山东东营高浓度盐碱地等环境下完成了其表型调查;获得了90多份高产、抗干旱、耐盐碱的燕麦种质资源;挖掘到了30多个与干旱、盐碱抗性相关的候选基因。这些研究成果,为进一步探究燕麦非生物胁迫响应的分子调控机制并培育高产、优质、耐逆的燕麦新品种奠定了重要基础。
下一步,该团队将继续致力于培育优质的燕麦新品种,实现我国盐碱、干旱、贫瘠、重金属等边际土地的高效开发和利用,为有效提升我国的饲草产业技术水平作出更大贡献。
原文链接:https://kjt.hebei.gov.cn/www/xwzx15/hbkjdt64/312947/index.html
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