近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團隊，組裝了谷子第一個高質(zhì)量圖基因組，系統(tǒng)闡明谷子起源及馴化改良過程，發(fā)掘了1084個重要性狀相關(guān)位點和基因，創(chuàng)制了谷子圖基因組精準高效育種方法，為培育突破性品種提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》上。

研究團隊在對谷子野生種、農(nóng)家品種和現(xiàn)代育成品種等1844份核心種質(zhì)資源群體結(jié)構(gòu)進行解析的基礎(chǔ)上，從頭組裝了110個谷子和狗尾草高質(zhì)量基因組，系統(tǒng)解析了谷子馴化和改良過程中基因組變異，并構(gòu)建了首個雜糧和碳4作物高質(zhì)量圖基因組。同時，歷時10年在13個地理環(huán)境下對680份資源表型進行調(diào)查，形成了226組群體表型數(shù)據(jù)和表型組數(shù)據(jù)庫；將基因組變異和表型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，發(fā)掘出1084個與表型顯著關(guān)聯(lián)的重要性狀相關(guān)位點。此外，研究還建立了基于谷子圖基因組的全基因組選擇育種方法，該方法可加速作物遺傳研究并使谷子表型預(yù)測精度最高提升12.6%。該研究構(gòu)建的谷子基因組變異圖譜、多環(huán)境多性狀表型組以及批量發(fā)掘的重要性狀控制位點和基因，為谷子模式植物體系發(fā)展等基礎(chǔ)研究和資源利用提供了重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也為作物種質(zhì)資源挖掘利用提供了重要參考。

谷子大規(guī)模種質(zhì)資源挖掘利用中國科學(xué)院院士李家洋、韓斌、錢前，中國工程院院士劉旭、萬建民等對該成果做出了高度評價。專家一致認為，該研究成果通過高質(zhì)量圖基因組等前沿技術(shù)的應(yīng)用，快速有效完成了種質(zhì)資源大規(guī)模的挖掘利用，進一步解析和利用好該研究獲取的大量重要基因組位點，將有助于谷子遺傳和育種研究水平的大幅提升。該研究的思路和方法對其他作物研究有重要借鑒價值，對提高我國作物種質(zhì)資源的有效利用，保障國家糧食安全意義重大。