繪製棉花基因組精密地圖

2021-01-15 中國網財經

  我國是世界棉花生產、消費和進口第一大國。如何研究出突破性的高產優質多抗品種,對我國的棉花產業發展關係重大。

  多年來,南京農業大學教授郭旺珍一直圍繞棉花基因裡的秘密展開研究,她在接受《經濟日報》記者採訪時說:「我所做的工作,是為棉花畫一張詳盡而簡明的基因『聯絡圖』,找出棉花基因與重要性狀之間的關聯,為棉花的品種改良提供指導『秘笈』。」目前,郭旺珍取得的研究成果相關數據信息已上傳國際棉花公共資料庫,供全球同行共享。

  45歲的郭旺珍出生於山西清徐縣鄉村。「兒時放學回家,常幫助家裡紡紗,我當時就想,如果將天然的纖維成品改善成與精紡品一樣美觀舒服,那該多好。」她回憶說。上大學後,郭旺珍便一直致力於作物遺傳育種研究。棉田勞作十分辛苦,傳統上多是男人的工作,但吃苦耐勞的郭旺珍頑強堅持了下來,終於構建出國際上最高密度異源四倍體栽培棉種遺傳圖譜,繪製了全球最大種植面積棉種的基因組精密地圖,並培育出5個棉花新品種。

  棉花作為重要經濟作物,在基因遺傳和性狀表達方面相當複雜。郭旺珍繪製的這張基因組精密地圖價值何在?她指出,在這張棉花基因組地圖裡,遺傳物質在染色體上按序排列開來。在每條染色體上,基因是怎樣排列的、長什麼樣子,基因間相對位置都清楚、明晰,對棉花多倍體遺傳及結構的深入解析有重要參考。此外,還能幫助提高育種目標性狀改良的準確性。

  郭旺珍介紹說,傳統育種主要通過表現型來確定目標性狀優劣,而性狀的表現與環境條件密切相關,會導致目標性狀發現的不可控制。因此,利用基因操作增強可控制性,能大大增強育種的準確性和效率。她強調說:「這個基因組地圖對育種最大的貢獻,可能在於變以前的經驗育種為現在的精準育種。」棉花的種類繁多,目前有45個二倍體棉種和5個四倍體棉種。郭旺珍研究選擇的是全球種植面積最大的棉種,叫陸地棉。這個棉種是異源四倍體,佔全球植棉區的90%以上,具有顯著高產性和廣泛適應性。

  得益於郭旺珍和團隊的研究工作,如今,我國優質棉種植規模已達200萬至300萬畝,具有耐鹽鹼、單產高、纖維品質佳等優勢,不僅為農民帶來了更高的種植收入,也讓棉織品有了躋身高級衣料的可能。

  談到下一步的研究規劃,郭旺珍表示,以前,我國育種目標更多關注產量,相比較而言,美國的棉花產量不及我國,但纖維品質卻比我國高2至3個單位。因此,隨著我國現代農業的轉型升級,棉花育種目標要有新的關注:首先,要培育優質棉品種。其次,要培育高抗性的抗逆棉花新品種,在不適宜作物種植的地方也可以種棉花,保證棉花種植面積,確保我國棉業安全。

  因工作表現出色,2015年底,郭旺珍獲得十二屆「中國青年女科學家獎」。

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