实验室李付广研究员团队提出作物优良性状高效聚合育种策略

作者：棉花生物育种与综合利用全国重点实验室 日期：2023-05-24 访问量：

实验室李付广研究团队全面阐述作物早熟育种最新研究进展和制约因素，梳理分析作物在驯化过程中适应栽培地区开花和成熟的作用机制，并提出利用多效性因子实现作物早熟性状与多种优良性状高效聚合的育种策略，对指导作物育种具有重要意义。相关研究结果以“Synergistic optimization of crops by combining early maturation with other agronomic traits”为题发表在生物学1区Top期刊《Trends in Plant Science》（IF="22.012）上。

突破作物种植的纬度界限、减少区域环境和季节气候的限制都高度依赖于作物的早熟性。然而，作物早熟性与产量、抗性等性状呈负相关性，难以同时对早熟、抗病和产量等优良性状进行聚合，是当前作物育种技术面临的一项挑战。

该研究系统探讨了单子叶和双子叶作物在驯化过程中适应栽培地区开花和成熟的作用机制，从作物育种视角阐述了如何利用开花和早熟性调节基因加速育种的技术策略。同时，探讨了利用或改进多效性基因实现作物早熟、多抗、高产和株型等优良农艺性状高效聚合的育种方案。此外，针对当前作物育种存在的障碍和局限性，研究提出了新形势下作物育种的方向和实现优良性状聚合必须解决的问题：利用基因编辑技术修饰特定基因或其靶基因启动子，以阻断与不利性状相关的调控通路，同时保留理想性状，继而将多效性基因转变为聚合多种优良性状的“明星”基因；优化作物遗传转化方法，建立高效、便捷、周期短、不受基因型影响的作物遗传转化体系；利用空间单细胞测序技术在单细胞分辨率下系统鉴定所需的优异基因；加强多效基因的功能广谱性探究，以扩大其在农业生产中的应用价值；最后，鉴于不同农艺性状均受到由各种环境因子、植物激素和转录因子等构成的高度复杂网络系统的调控，应投入更多精力阐明不同农艺性状的调控机制及其关系，这将有利于发现新的调控因子或改进已知的优异基因型。

中棉所博士后、曲阜师范大学赵航副教授，安徽科技学院黄先忠教授，中棉所杨召恩研究员为该论文共同第一作者，中棉所李付广研究员、葛晓阳研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、河南省优秀青年基金等项目的资助。

Doi: 10.1016/j.tplants.2023.04.011

多效性因子驱动作物优良农艺性状聚合