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基因之后，農(nóng)作物“外表”成研究新熱點

作者：百檢網(wǎng) 時間：2021-11-15 來源：互聯(lián)網(wǎng)

　　“歸根到底， 農(nóng)作物收獲的是表型，而不是 基因型。現(xiàn)在急需弄清楚作物表型與基因型、環(huán)境之間的關(guān)系。”
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　　在日前舉行的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“作物表型組學(xué)研究”國際論證會上， 中國工程院院士蓋鈞鎰等國內(nèi)外23位專家共同建議，希望國家作為緊急事項批準建設(shè)作物表型組學(xué)研究設(shè)施。
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　　表型，顧名思義是指作物基因型和環(huán)境決定的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、顏色等 生物體的外在性狀。表型組學(xué)就是在基因組水平上系統(tǒng)研究生物或細胞在不同環(huán)境條件下所有表型的學(xué)科。
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　　數(shù)十年來，特異基因資源的發(fā)現(xiàn)及利用成為農(nóng)業(yè)育種的“武功秘籍”，但是，隨著多數(shù)代表性植物全基因組測序的結(jié)束，科研人員越來越認識到植物表型研究的重要性。
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　　“在農(nóng)作物育種研究中，通過基因型進行測序、選擇、定位等工作，其實是間接的，轉(zhuǎn)了個彎回來，*直接的還是表型。”蓋鈞鎰?wù)f。
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　　“比如說，同樣的作物、同樣的基因在不同的環(huán)境下，生長出來可能就不一樣。”南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長丁艷鋒說。
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　　專家們認為，基因組學(xué)正在加速基因的發(fā)現(xiàn)，但如何利用這些資源來建立基因功能和開發(fā)新基因型，如何將基因組數(shù)據(jù)用于作物改良，都需要通過表型組學(xué)，研究表型與基因、環(huán)境之間的關(guān)系。
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　　在未來的國家競爭中，種質(zhì)資源作為一種戰(zhàn)略性資源，爭奪將更趨激烈。而表型組學(xué)作為挖掘種質(zhì)資源利用廣度和深度的有效手段，起跑的發(fā)令槍已經(jīng)鳴響：歐洲、美國、日本、澳大利亞等發(fā)達國家已先后建立作物表型組學(xué)研究機構(gòu)，我國在這一領(lǐng)域還缺乏大型基礎(chǔ)設(shè)施和資源統(tǒng)籌的舉措。
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　　“雖然我國創(chuàng)造了以不足7％的耕地面積養(yǎng)活了全球近1/5人口的奇跡，但是良種對我國作物增產(chǎn)的貢獻率僅占35％左右，與國際上優(yōu)良品種占50％左右的貢獻率存在較大差距。”丁艷鋒說，這與我國基礎(chǔ)研究相對薄弱，對作物重要性狀形成機制解析不深入，全基因組選擇基因組編輯等育種新技術(shù)創(chuàng)新不足等有密切關(guān)系。
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　　“過去，對作物表型性狀的獲取，大部分是在田間‘一把尺子一桿秤’地手工操作，粗放而且不精準。”蓋鈞鎰?wù)f。隨著生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和整合生物學(xué)等的興起和發(fā)展，使得大規(guī)模、高通量基因資源的挖掘與利用效率大幅度提高，這有助于加速了解作物性狀的控制機制、篩選優(yōu)良的作物種質(zhì)、確定和利用關(guān)鍵控制基因并實現(xiàn)分子的精確、高效設(shè)計育種。
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　　目前，我國保存的種質(zhì)資源已達45萬份（約2300個物種，如何用好這些種質(zhì)資源必須重視起來。因此，我國迫切需要加強農(nóng)作物種質(zhì)表型和基因研究設(shè)施建設(shè)，探索基因組學(xué)理論和各種基因組學(xué)技術(shù)方法，為種質(zhì)資源表型鑒定及有效保護提供新手段。
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　　目前，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)已經(jīng)建立了一個跨學(xué)科的作物表型組學(xué)交叉研究中心，涵蓋了植物表型研究的所有相關(guān)領(lǐng)域。接下來，該校還將建設(shè)四個子設(shè)施，涉及田間和室內(nèi)高通量作物精準表型鑒定，作物生長環(huán)境精準模擬控制，用于整合多級別組學(xué)（包括基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、表型組學(xué)等的大數(shù)據(jù)中心等。
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　　記者了解到，“作物表型組學(xué)研究設(shè)施”已列入《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》。專家認為，在表型組學(xué)研究領(lǐng)域，我國與世界先進國家?guī)缀跬剑椅覈旋嫶蟮霓r(nóng)業(yè)體系和市場需求，如能加速建設(shè)重大基礎(chǔ)設(shè)施，必將促進相關(guān)的表型研究，中國將很快占據(jù)****地位。
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