——河南農業大學殷冬梅團隊發現影響籽粒大小的關鍵基因

 

 

 

殷冬梅（中）和學生們在田間地頭觀察花生生長情況。　資料圖
 

　　花生要“多產”，先得“長大”。這一看似簡單的邏輯，背后卻藏著復雜的遺傳奧秘。

 

　　近日，河南農業大學教授殷冬梅團隊在國際頂級期刊《Nature Genetics》發表重磅研究成果，首次繪制了高質量的花生泛基因組圖譜，并找到了影響花生籽粒大小和重量的“關鍵分子開關”，為未來花生基因組學輔助改良育種提供了理論基礎和新思路，為高產優質花生的培育按下“快進鍵”。該成果被業內譽為花生科研領域的“里程碑式”突破，也為花生高產育種提供了重要“靶標”。

 

　　花生起源于南美洲，是農作物中唯一地上開花、地下結果的豆科作物，基因組大，結構復雜。科研團隊采集了來自全球34個主要花生產區的269份種質資源，包括野生種、地方品種和現代改良品種，包括2個二倍體野生種、2個四倍體野生種和4個栽培品種代表，幾乎覆蓋了花生的“前世今生”。

 

　　殷冬梅團隊通過高精度基因組組裝，繪制了全球首個高質量花生泛基因組圖譜，構建了完整的“泛基因組圖譜”，就像為花生家族繪制了一份精細的“家譜”。在這份精密“家譜”中，首次揭示了全基因組水平的結構變異（SV）對花生產量相關性狀的影響，精準定位到了決定籽粒大小與重量的關鍵變異，為花生產量和抗病遺傳改良提供了重要的遺傳資源和新思路。

 

　　研究團隊發現，決定花生果實大小和重量的秘密，藏在基因組中的結構變異（SV）里。影響花生籽粒大小最重要的“主角”，是一個名叫AhARF2-2的基因。它的一處微小結構變異會導致其功能發生變化，從而“放松”對籽粒膨大的抑制作用，讓花生籽粒可以“放心長大”。

 

　　研究人員進一步將該變異導入模式植物擬南芥中，結果顯示：種子明顯更大了。這一突破為未來通過分子育種手段培育高產花生品種提供了精準“靶點”。此外，還發現另一個與籽粒重量顯著相關的變異基因AhCKX6，也是未來育種中的“潛力股”。

 

　　花生是全球重要的油料與經濟作物，其單產水平的提升對于保障植物油和優質蛋白的供給、維護糧油安全具有舉足輕重的作用。殷冬梅團隊這項研究不僅豐富了人類對花生基因組的理解，也為花生產業帶來了實實在在的應用前景。

 

　　對此，中國科學院院士錢前給出高度評價，認為該研究是花生科研領域里程碑式的重大突破，為未來種質創制與育種策略的制定提供了新思路和策略，也為其他作物的泛基因組研究提供了寶貴的借鑒。

 

　　中國工程院院士張獻龍指出，該項研究不僅填補了花生基因組研究的空白，為深入理解花生從野生種到栽培種的演化過程提供了豐富的遺傳資源，“將加速我國花生良種培育，大大加快培育出更強適應性、更高產量和更好品質的花生新品種。”

 

　　殷冬梅領銜的河南農業大學花生功能基因組及分子設計育種創新團隊，依托于河南省花生基因組與分子育種工程技術研究中心，主要從事花生基因組與功能基因挖掘，致力于揭示花生產量、品質和抗病性狀形成的機制與調控途徑研究，近年來相繼發布全球首個高質量野生異源四倍體花生基因組、全球首個花生三維基因組圖譜，并圍繞相關領域在國際頂級期刊發表高水平論文120余篇，取得多項原創性研究成果。

 

　　殷冬梅表示，自己最大的愿望就是通過基因編輯、分子標記輔助選擇等現代育種技術，為國家培育出最好的“金種子”，讓花生真正成為農民增收致富的“金豆子”。