“上个世纪以来,人类非常重视农作物基因型的改良,认为基因型改变了,才能有产量的改变。
实际上,决定一种作物的,除了基因型以外,大量的是它的表型。
”
10月23日,由南京农业大学、国际植物表型组织(IPPN)主办的第六届国际植物表型大会在南京举行,
中国工程院院士盖钧镒认为,农作物表型和基因研究的深度和广度,直接影响到种质资源利用效率和现代种业的可持续发展
,南京农业大学正在筹建的作物表型组学重大科技基础设施项目,将在全球范围内组建跨学科研究团队,引领农业植物科学发展,保障国家粮食安全。
生命科学进入基因组时代以来,各种组学的充分发展使人类能从多个层面全面认识生命现象。
数十年来,特异基因资源的发现及利用成为农业育种的“武功秘籍”。
但是,随着多数代表性植物全基因组测序的结束,科研人员越来越认识到植物表型研究的重要性。
表型,顾名思义就是指可以观测的生命体性状和特征,比如形状、结构、大小、颜色等。
表型的精准度量已成为深入认识生命现象形成规律的基础,系统解析生命复杂系统的突破口。
“在农作物育种研究中,光关注基因型,还是不够的。
作物的表型不仅决定产量,还决定品质。
”盖钧镒说。
“比如说,同样的作物、同样的基因,在不同的环境下,生长出来可能就不一样。
”南京农业大学副校长丁艳锋解释。
基因组学正在加速基因的发现,但如何利用这些资源来建立基因功能和开发新基因型,如何将基因组数据用于作物改良,都需要通过表型组学,研究表型与基因、环境之间的关系。
“我们现在测定基因序列的能力很强,但是我们获取表型的能力很弱,如果我们把这一条补上的话,那么我们就可以在基因型和表型之间搭建一个桥。
”丁艳锋说道。
美国国家科学基金会已将“理解生命规律,通过基因型的鉴定来预测表型”作为6大科学前沿之一。
专家认为,作物表型组及其与基因组关系的解析,是高效创制利用种质资源、培育重大突破性品种的根本,代表着作物科学发展的前沿方向。
在未来的国家竞争中,种质资源作为一种战略性资源,争夺将更趋激烈。
虽然我国创造了以不足7%的耕地面积养活了全球近1/5人口的奇迹,但是良种对我国作物增产的贡献率仅占35%左右,与国际上优良品种占50%左右的贡献率存在较大差距。
目前,我国保存的种质资源已达45万份(约2300个物种),必须重视对这些种质资源的利用。
但是,传统的作物表型鉴定规模小、效率低、误差大,已成为严重制约品种改良取得重大突破的瓶颈。
丁艳锋介绍,国内外表型组学已经呈现出五大发展趋势:
由科学家个人兴趣转向规模化的合作研究,表型检测手段由单一转向综合化智能化,由单一尺度转向多尺度联合分析,由关键时间点转向全生命周期连续观测,由组内关联分析转向组间关联分析。
来源:科技日报 文中图片来自南京农业大学
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