美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局（ARS）近期對外公布國家 301 計劃（NP 301）——“植物遺傳資源、基因組學(xué)和遺傳改良”2024 財年報告，系統(tǒng)呈現(xiàn)了該計劃在 2024 年取得的各項研究成果。這份報告從四個核心維度展開，具體內(nèi)容如下：

一、作物遺傳改良領(lǐng)域進(jìn)展

在作物遺傳改良方面，相關(guān)研究取得多項實質(zhì)性成果：

• 培育出硬紅春小麥新品系，該品系整合了野生草種的抗赤霉病基因，可有效抵御赤霉病侵害。

• 推出3個玉米新品系，這些品系將熱帶玉米種質(zhì)的遺傳變異成功導(dǎo)入美國本地玉米品系。

• 發(fā)現(xiàn)更強效的成株抗性（APR）機制，依托該機制培育出抗冠銹病能力優(yōu)異的燕麥品種。

• 結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)與現(xiàn)代基因組測序技術(shù)，培育出 2 個甜菜新品系，這兩個品系對鐮刀菌黃化病和甜菜胞囊線蟲具有突破性抗性。

• 培育出 “Cardinal Joy” 和 “May Joy” 兩個早熟桃新品種，目前已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。

• 聯(lián)合美國甘蔗聯(lián)盟、路易斯安那州立大學(xué)農(nóng)業(yè)中心，選育出高糖、低纖維的甘蔗新品種 “HoL 15-508”。

• 研發(fā)出常規(guī)大豆種質(zhì)USDA-N6006，該種質(zhì)具備早熟、高油、耐澇特性。

• 與高校合作，培育出弗吉尼亞型（Virginia-type）花生新品種 “TifJumbo”，該品種同時具備高油酸特性與多重抗性。

• 共同研發(fā)出基于圖像識別技術(shù)的甜菜鐮刀菌枯萎病新型分級評估工具，為病害檢測提供高效手段。

• 發(fā)布遮陰樹新品種 “Strawberry Moon”，該品種通過沙漠柳（Chilopsis）與梓樹（Catalpa）屬間雜交獲得，兼具觀賞價值與生態(tài)適應(yīng)性。

• 利用高蛋白野生大豆（Glycine soja）的遺傳資源，培育出高產(chǎn)且適應(yīng)范圍廣的大豆種質(zhì) USDA-N7007。

二、植物、微生物遺傳資源及信息管理進(jìn)展

在植物、微生物遺傳資源保護(hù)與信息管理領(lǐng)域，研究成果主要包括：

• 開展大豆種質(zhì)創(chuàng)新研究，重點探索提升大豆固氮效率的技術(shù)路徑。

• 與加州大學(xué)圣地亞哥分校等全球 20 余家科研機構(gòu)合作，開發(fā)出微生物代謝產(chǎn)物溯源新工具 ——microbeMASST 質(zhì)譜分析平臺，經(jīng)測試，該平臺準(zhǔn)確率達(dá) 98.7%。

• 與塞拉利昂農(nóng)業(yè)研究所合作，深入研究西非野生咖啡近緣種狹葉咖啡（Coffea stenophylla）的關(guān)鍵基因資源，為咖啡育種提供參考。

三、作物生物學(xué)與分子過程研究進(jìn)展

在作物生物學(xué)及分子過程研究方面，取得以下重要突破：

• 應(yīng)用 “先導(dǎo)編輯（prime editing）” 基因編輯技術(shù)，為 “皇家紅” 葡萄賦予麝香風(fēng)味，豐富葡萄品種風(fēng)味特性。

• 完成蔓越莓泛基因組的構(gòu)建工作，為蔓越莓分子生物學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

• 與相關(guān)機構(gòu)合作，成功解析花生黑穗病菌的高質(zhì)量參考基因組，為病害防控分子機制研究提供關(guān)鍵依據(jù)。

四、作物遺傳改良相關(guān)信息資源與工具研發(fā)進(jìn)展

在作物遺傳學(xué)、基因組學(xué)及遺傳改良所需的信息資源與工具研發(fā)方面，成果如下：

• 與高校合作，成功研發(fā)植物 DNA 語言模型 PlantCaduceus，這是首款基于 16 種被子植物基因組精選數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成的相關(guān)模型。

來源丨生物信息與育種

編輯丨農(nóng)財君

聯(lián)系農(nóng)財君丨18565265490

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