光明日報訊（記者趙秋麗、馮帆 通訊員王靜）日前，國際植物學領域著名期刊《自然—植物》在線發表了山東農業大學張大健教授課題組在大豆基因組研究領域取得的新成果。該團隊首次獲得了多年生野生大豆的高精度基因組圖譜，填補了大豆屬泛基因組的空白，解析了大豆進化歷程，高效準確挖掘了大豆基因組的結構變異，拓寬了大豆分子育種可利用的基因資源，為大豆遺傳基礎解析、馴化性狀調控基因挖掘及種質創新提供了重要的理論支撐。
大豆是重要的糧油、飼料兼用作物，在國民經濟發展中具有重要的戰略地位。近年來，我國大豆進口量持續增長，對外依存度超過80%，嚴重威脅我國糧食安全，其種質培育和改良工作迫在眉睫。
然而，從又黑又小的野生大豆到又黃又大的栽培大豆，這個過程中會丟失約70%的基因資源，張大健團隊經過多年科研攻關，最終找到了這一被視為選育大豆高產優質新品種的有效基因靶點的關鍵“70%”。相比一年生野生大豆，多年生野生大豆具有遺傳多樣性豐富、抗病性強、耐旱、耐熱、耐鹽堿等優勢。但由于多年生大豆基因組龐大、重復序列多和高度雜合等特性，一直缺乏高質量染色體級別的參考基因組，更沒有泛基因組圖譜。
近年來，張大健團隊在世界范圍內選取了5個有代表性的二倍體多年生野生大豆品種和1個自然形成的異源四倍體多年生野生大豆進行全基因組測序。綜合利用二代、三代、Hi-C等測序技術，組裝得到了染色體級別的高質量參考基因組，首次構建了多年生野生大豆泛基因組，并鑒定出109827個多年生大豆中的非冗余基因位點，發現其中約70%的基因位點在一年生大豆亞屬中丟失，為大豆育種提供了豐富的遺傳多樣性基礎。大豆遺傳育種學家孔凡江表示，這一研究不僅解析了大豆進化歷程，而且高效準確挖掘了大豆基因組的結構變異，為大豆的遺傳基礎解析、馴化性狀調控基因挖掘及大豆種質創新提供重要的數據支撐。
結合前期研究內容，針對已發掘的品質和產量重要基因，張大健團隊利用分子標記輔助技術，已選育出適宜黃淮海地區種植的高產高油大豆品種。目前該品種已參加山東省大豆區域試驗，表現良好。
山東農業大學莊永斌副教授為該文的第一作者，山東農業大學張大健教授和美國普渡大學馬漸新教授為該文的共同通訊作者。該研究獲得國家重點研發計劃、山東省良種工程、泰山學者專家計劃、美國國家科學基金會植物基因組研究計劃等基金的共同資助。
《光明日報》（ 2022年03月26日 04版）
標簽： 山東農業大學
