□潍坊日报社全媒体记者 王瑗
近日,国际顶尖学术期刊《Nature Genetics》在线发表了由北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室完成的最新研究成果“Telomere-to-telomere Citrullus Super-pangenome Provides Direction for Watermelon Breeding(端粒到端粒西瓜属超级泛基因组为西瓜育种指明了方向)”,这是作物育种平台继2022年发布首个西瓜端粒到端粒(T2T)基因组后,在西瓜基因组研究领域取得的又一重大成果,标志着我国在全球农业遗传学研究领域走在了前列。
全国农业看山东,山东农业看潍坊。北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室作为发展农业新质生产力的代表,聚焦农业新业态,开展农业科技创新、实现原创性理论及技术突破,为潍坊乃至山东及全国的农业经济高质量发展提供智库支撑。
在市委、市政府政策支持下,研究院、省实验室在人才引育体制机制方面进行了一系列的探索与创新,承担潍坊市种业创新团队等市级科研项目7项,获批市级人才支持项目5项,独立建设瓜果作物种质创新重点实验室等5家潍坊市重点实验室。研究院作物遗传与种质创新平台由国际葫芦科大会“终身成就奖”获得者张兴平研究员带领,主要从事西瓜、甜瓜、黄瓜、南瓜等瓜菜作物种质创新和品种选育工作。团队组建4年多,在农业组学大数据、生物技术、质谱分析、单细胞组学和单分子分析平台的大力支持下,把西瓜作为精准设计育种的先行作物,构建了国际上首个西瓜饱和EMS突变体库,搭建了西瓜枯萎病、蔓枯病等病害表型精准鉴定平台,挖掘了首个西瓜显性雄性不育、隐性抗白粉病等重要农艺性状基因,构建了基因编辑技术体系,全面开启了西瓜育种4.0时代。
西瓜全球年产量接近1亿吨,我国生产和消费了全球总量的60%以上,是西瓜第一大国,也是世界上西瓜种质创新和品种选育最为活跃的国家,在西瓜种源方面实现了完全自主可控。但随着气候变化的加剧和病虫危害的日益严重,西瓜育种面临着遗传多样性非常狭窄、抗病耐逆基因大量丢失等严重挑战。
西瓜属端粒到端粒超级泛基因组是世界首次最全面的西瓜属基因组序列图谱和变异图谱,代表了西瓜科研领域最高水平。其对精准分子设计育种具有重要意义,提供了一个精准分子设计育种的范例,育成了多个同时抗枯萎病和抗白粉病的新品种,已经进入示范推广阶段。
参考基因组是分子育种的重要基础,西瓜属端粒到端粒超级泛基因组的构建,揭示了西瓜属的基因组演化历史,发掘了西瓜野生种中丰富的遗传多样性,提供了利用野生种质创制优异育种材料的新范例,为其他作物超级泛基因组的构建和野生种质的利用指明了方向。这一成果是全球西瓜研发领域的一大里程碑,为未来的西瓜育种指明了方向,引领了优质耐贮运抗病西瓜品种潮流,为潍坊本土西瓜产业转型升级和乡村振兴提供了有力的科技支撑,也为我国瓜菜种业科技自主自强贡献了山东智慧和力量。