近日，記者從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所獲悉，該所刁現(xiàn)民研究團隊構(gòu)建了黍稷（也稱糜子、黍子、大黃米）第一個高質(zhì)量泛基因組和遺傳變異圖譜，系統(tǒng)性解析了黍稷品種資源的群體結(jié)構(gòu)、起源演化歷史與基因組馴化特征。研究證實黍稷是中國單起源的作物，并通過我國西北地區(qū)傳入中亞和歐洲，在分子水平上提供了有力證據(jù)。研究還發(fā)掘了139個黍稷重要農(nóng)藝性狀相關(guān)位點和基因，為未來黍稷分子育種和培育突破性品種提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。相關(guān)成果于12月1日發(fā)表在《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》。

　　黍稷是我國最早馴化的主要作物之一，主要種植于亞洲和歐洲的半干旱地區(qū)。然而，隨著水稻、小麥和玉米等主糧作物的興起，黍稷逐漸成為非主要農(nóng)作物。近年來，隨著氣候環(huán)境的變化以及對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性與糧食安全的關(guān)切，黍稷因其生長周期短、根系營養(yǎng)吸收能力強、需水量少、適應(yīng)鹽堿脅迫環(huán)境等特點而受到廣泛關(guān)注。然而，目前仍缺乏對黍稷品種資源群體遺傳結(jié)構(gòu)、基因組變異、馴化和育種相關(guān)功能基因等系統(tǒng)性基礎(chǔ)研究，制約了黍稷育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　研究團隊在對來自全球的516份黍稷核心種質(zhì)資源群體結(jié)構(gòu)進行解析的基礎(chǔ)上，重新組裝了32份高質(zhì)量基因組，系統(tǒng)解析了黍稷馴化和改良過程中基因組變異，并構(gòu)建了首個黍稷泛基因組和迄今最為全面的高質(zhì)量基因組變異圖譜。通過基因組變異特征及群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，明確了黍稷是中國單一起源的作物并闡明了其傳播途徑。研究團隊在14種環(huán)境下對516份核心種質(zhì)的43個重要農(nóng)藝性狀進行精準鑒定，批量發(fā)掘了控制重要性狀的位點和候選基因，形成了一個黍稷分子育種的平臺。這些成果為黍稷等禾谷類雜糧作物的基礎(chǔ)研究和資源利用提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也為作物種質(zhì)資源挖掘和利用提供了重要的參考。

　　中國科學(xué)院院士錢前、中國工程院院士張獻龍等專家對該成果作出了高度評價。專家認為，通過應(yīng)用高質(zhì)量泛基因組等前沿技術(shù)，首次從分子水平證明了黍稷是中國起源作物，并構(gòu)建了黍稷的重要種質(zhì)及基因資源快速挖掘平臺，為進一步提高我國作物種質(zhì)資源的有效利用提供了新的思路和方法，這將有助于保障國家糧食安全，提高我國農(nóng)業(yè)競爭力。