四川在線消息（張喆 記者 李丹）在我國西南地區海拔1600-3100m的森林邊緣地帶及山坡草地上，有一種其貌不揚的草，名叫「鴨茅」，它是世界四大廣泛栽培的禾本科牧草之一，不僅可用於青飼、青貯或調製乾草，還因適應能力強，抗旱，耐瘠薄，在邊際土地及石漠化深度貧困區草牧業發展中發揮著重要作用。20年來，四川農業大學張新全教授團隊把研究對象聚焦這小小的鴨茅草。
1月9日，記者從四川農業大學獲悉，經過不懈努力，日前張新全團隊完成了鴨茅全基因組測序工作。這是我國首次在牧草領域完成的第一個基因組測序，將為選育出更多優質、高產、適應性強的牧草提供有力保障。
20年磨一劍
長期以來，科研工作者主要運用傳統育種方法改良鴨茅的產量、品質和抗性，但效率較低，一個新品種的培養大概需要15年時間。隨著科技的進步，藉助分子育種的新技術，利用分子標記輔助選擇技術(MAS)和基因編輯技術可大大加快育種進程，把育種周期縮短為8-10年。這都需要鴨茅的基因組信息庫作為支撐才能實現。
「一切從零開始！」2000年，即使當時在傳統育種領域已經是國內領先水平，但張新全教授毅然帶領團隊投身構建鴨茅基因組信息庫的新領域中。
由於牧草基因組大、重複序列及雜合度都較高，這增加了基因組序列構建的難度，且我國尚未有牧草基因組的相關報導，無成功經驗可借鑑。「風裡來雨裡去，已是家常便飯。」要構建基因組信息庫，必須收集到豐富的種質資源。除了在全球範圍內徵集，野外採集也必不可少。鴨茅成熟期一般在7月份，冒著烈日、狂風、大雨採集也是常事，甚至還曾遇到毒蛇、迷路、汽車拋錨等不可預知的危險。
珍貴的材料來之不易。2017年7月，張新全教授帶領團隊前往泥巴山採集鴨茅材料，路上突遇暴雨，山洪爆發，一些山路被衝垮。來不及多想，一行人立馬下車，穿上雨衣，徒步向深山進發，只為不耽誤研究進程。在深山裡走了3個多小時，最終憑藉張新全教授豐富的野外採集經驗，終於找到泥巴山二倍體野生鴨茅材料，為基因組測序提供了重要材料。
經過長期不斷試驗，採用測序新技術，融合生物信息學，鴨茅的全部40088個基因終於如同一幅畫卷在團隊眼前徐徐展開。
質量提高50倍
2019年6月，張新全教授團隊在植物學權威期刊《Plant Biotechnology Journal》在線發表了題為《鴨茅參考基因組組裝為其系統進化和開花分子機制提供新的見解》的研究論文，首次公布了鴨茅的高質量參考基因組，是我國第一個公布的牧草參考基因組。
「這是一個質量較好的鴨茅基因組資料庫，其相關質量指標是黑麥草基因組的50倍以上。」該論文第一作者黃琳凱教授表示，此前牧草領域全球範圍內僅有三葉草和黑麥草基因組資料庫。
鴨茅基因組包含了40088個基因，其中有1173個基因家族是鴨茅特有基因。這些特有基因大多和草類植物適應能力強、抗旱耐寒相關。通過比較發現，鴨茅和小麥較為近緣。因此，這些基因資源也可用於近緣作物小麥抗寒、抗旱等品質的遺傳改良技術中。
如今，鴨茅基因組資料庫已經開始在科研工作中發揮作用。資料庫網站已於2019年8月上線，訪問量近5000次。目前已有包括復旦大學、紐西蘭皇家科學院農業研究所等在內的中外學者訪問網站，進行相關基因位置及表達的查找。