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鹰嘴豆育种

一个国际科学家团队,包括来自西澳大利亚大学农业研究所的研究人员,已经成功地对鹰嘴豆的基因组多样性进行了分类,这将导致培育新的高产和更有韧性的品种。

一篇发表在著名杂志上的研究文章自然杂志,概述了来自41个组织和11个国家的57名科学家如何使用基因组测序来绘制3171种栽培鹰嘴豆和195种野生鹰嘴豆的变异(独特的种子样本)。

这是世界上最大的植物基因组测序工作。

由此产生的“鹰嘴豆泛基因组”现在是基因组学研究人员和植物育种家的公开可用资源,以提高鹰嘴豆育种策略,提高作物产量、气候恢复力和人类健康效益。

鹰嘴豆(中投arietinum大豆是一种重要的豆类作物,提供蛋白质、膳食纤维和微量营养素,是保障营养安全和人体健康的重要作物。

作为世界上产量第三大的脉冲,它在包括澳大利亚在内的50多个国家种植,特别是在南亚和撒哈拉以南非洲。

然而,全球鹰嘴豆产量在过去50年里一直停滞不前,这导致了发展中国家可用性的减少和营养不良的加剧。

这项研究的负责人、国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)研究项目主任Rajeev Varshney教授说,它提供了鹰嘴豆内部遗传变异的完整图像,并为利用信息和基因组资源改进这种作物提供了一个经过验证的路线图。

Varshney教授说:“通过全基因组测序,我们已经能够确认鹰嘴豆起源于地中海地区的历史,鹰嘴豆迁移到世界其他地区的历史,以及随着时间的推移,驯化的物种是如何与野生祖先进化和分化的。”

这项研究的合著者、西半球大学农业研究所所长哈克特·卡丹伯特·西迪克教授说,有效地保护、描述和利用种质资源对实现联合国2030年零饥饿的目标至关重要。

西迪克教授说:“绘制遗传多样性图谱是鹰嘴豆未来发展的重要一步。”

“尽管全球有8万多份鹰嘴豆种质资源保存在基因库中,但迄今为止,很少有在基因组序列水平上被鉴定出来的。

“通过这项研究,我们创造了一棵分化树(使用一个物种中80%的个体存在的基因),来估计鹰嘴豆在过去2100万年中的分化情况。”

西迪克教授说,鹰嘴豆的全基因组将为基因变异的全球分布提供深入见解,并展示这种多样性是如何被驯化和选择性育种塑造的。

他说:“然后我们可以将这种遗传变异与表型(特征)多样性联系起来,以改进育种应用。”

基于基因组预测,研究小组提出了三种作物育种策略,以提高作物产量和保持遗传多样性。

使用“最优贡献选择”预育种,100粒重(提高作物产量的一个重要性状)的预测性能提高了23%。

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