小麥?zhǔn)亲钪饕娜蛐约Z食作物之一，是人類獲取能量和營(yíng)養(yǎng)的重要來源。普通小麥?zhǔn)腔蚪M大小約為15Gb的異源六倍體，其基因組和遺傳育種研究極其復(fù)雜，被譽(yù)為作物界的“珠穆朗瑪峰”。面對(duì)當(dāng)前全球人口不斷增長(zhǎng)、環(huán)境氣候復(fù)雜多變和小麥新品種培育的遺傳增益效應(yīng)逐漸減緩等一系列挑戰(zhàn)，科學(xué)家亟需找到一條高效、精準(zhǔn)的小麥育種之路，以培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥新品種，保障糧食安全和發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)。追溯作物進(jìn)化和馴化過程中已形成的遺傳和表型多樣性，解碼和發(fā)現(xiàn)小麥優(yōu)異性狀和變異，連接目標(biāo)遺傳位點(diǎn)和育種田間真實(shí)表現(xiàn)，構(gòu)建小麥全基因組設(shè)計(jì)育種所必需的源頭數(shù)據(jù)資源和平臺(tái)技術(shù)工具，是突破小麥育種障礙，培育新一代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種的必然之路。

北京時(shí)間2024年6月17日23時(shí)，國(guó)際頂尖期刊《自然(Nature)》刊登了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）聯(lián)合英國(guó)約翰·英納斯中心(John Innes Centre)等國(guó)內(nèi)外多家優(yōu)勢(shì)單位完成的最新研究成果，題為“Harnessing Landrace Diversity Empowers Wheat Breeding（利用地方品種多樣性助力現(xiàn)代小麥育種）”。該研究引進(jìn)了英國(guó)約翰·英納斯中心保藏的百年前收集的來自世界三十多個(gè)國(guó)家的全套小麥種質(zhì)資源（827份A.E. Watkins小麥地方品種，下稱沃氏小麥；和220份全球現(xiàn)代品種），開展了小麥群體全基因組變異圖譜構(gòu)建、大規(guī)模的表型鑒定、遺傳作圖群體構(gòu)建，以及挖掘了控制137個(gè)性狀背后的侯選基因、單倍型和相關(guān)變異等系列工作。該項(xiàng)工作追溯現(xiàn)代小麥品種中丟失了的遺傳多樣性寶庫，綜合運(yùn)用基因組學(xué)、遺傳學(xué)、生物信息學(xué)和分子生物學(xué)，量化并驗(yàn)證了當(dāng)前小麥育種中未被利用的大量的優(yōu)異變異，包括發(fā)現(xiàn)控制小麥高產(chǎn)且抗倒伏新基因、氮高效利用新基因、籽粒鈣含量?jī)?yōu)質(zhì)新基因、抗稻瘟病和葉斑病新基因等數(shù)千個(gè)有利遺傳變異位點(diǎn)，開發(fā)了一整套小麥科研和育種上有用的數(shù)據(jù)資源和技術(shù)工具。這是國(guó)際“谷-豆”計(jì)劃開展以來的重要成果(圖1)，是全球小麥科學(xué)研究工作的一大里程碑，為全球農(nóng)業(yè)科技發(fā)展貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)力量。

圖1：程時(shí)鋒研究員發(fā)起國(guó)際“谷-豆”計(jì)劃，陸續(xù)開展廣泛的全球優(yōu)異谷-豆種質(zhì)資源引進(jìn)到中國(guó)的工作

古麥今用：尋回丟失的遺傳多樣性

該項(xiàng)研究對(duì)小麥基礎(chǔ)科研和育種應(yīng)用的重要意義，要從過去一個(gè)世紀(jì)的農(nóng)業(yè)綠色革命說起。開始于20世紀(jì)60-70年代的農(nóng)業(yè)綠色革命，主要集中在通過培育和推廣半矮稈稻麥品種來提高作物適應(yīng)化肥施用量的增加、減少倒伏的能力，通過提高收獲指數(shù)從而顯著提高產(chǎn)量。然而，育種過程中偏好性選擇那些控制矮桿和能顯著提高收獲產(chǎn)量的特定基因，會(huì)忽略大量的其它可能有益的遺傳變異，遺傳范圍狹窄的單一品種的選育、雜交和推廣，會(huì)導(dǎo)致小麥現(xiàn)代品種多樣性的丟失，遺傳多樣性頻譜過于狹窄，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱，不利于應(yīng)對(duì)復(fù)雜的病蟲害和氣候變化的影響。

沃氏小麥地方品種資源由英國(guó)植物學(xué)家A.E. Watkins于20世紀(jì)二三十年代通過廣泛的國(guó)際貿(mào)易于全世界各地收集而來；在21世紀(jì)的過去幾十年，經(jīng)過多年的調(diào)查和鑒定確定其中827份為核心種質(zhì)，廣泛用于研究。這827份地方品種主要來源于歐洲、亞洲和非洲的32個(gè)國(guó)家。這套材料的收集時(shí)間為綠色革命之前，這一時(shí)間點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代小麥育種具有特別重要的意義。

圖2 | 百年前收集的全球小麥地方種多樣性極高，圖為程時(shí)鋒課題組拍攝的Watkins小麥

從歷史上看，養(yǎng)活當(dāng)?shù)厝嗣駭?shù)千年的各個(gè)地方小麥馴化品種，已經(jīng)能夠很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，但與現(xiàn)代品種相比，產(chǎn)量相對(duì)較低，植株較高。然而，地方品種較少受到歷史和地理瓶頸效應(yīng)的影響，使得其往往能保有豐富的遺傳多樣性（圖2），但尚未在現(xiàn)代品種中得到充分利用。有少數(shù)主要效應(yīng)性狀（例如，主要抗病基因），通過現(xiàn)代品種與地方品種進(jìn)行異花授粉，得以產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的后代；但地方品種中的優(yōu)異變異大多數(shù)以稀有或低頻方式分散在少數(shù)品種中，一些復(fù)雜數(shù)量性狀的解析更是面臨多重技術(shù)、科學(xué)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)，使得現(xiàn)代育種中很少使用地方品種。因此，即使地方品種蘊(yùn)藏著巨大的提升作物育種價(jià)值的優(yōu)異遺傳多樣性，但從中鑒定、發(fā)掘和利用現(xiàn)代品種中缺失的新的遺傳多樣性，需要克服一系列的育種障礙，包括開發(fā)地方品種的基因組資源，構(gòu)建其遺傳資源和充分的表型數(shù)據(jù)集，并進(jìn)行一系列目標(biāo)基因的功能性驗(yàn)證和育種價(jià)值的確認(rèn)。

2018-2019年期間，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)將這份多樣性豐富的全球地方品種的種質(zhì)資源引入中國(guó)以后，先后在廣東、湖北、江蘇、河北、山東和黑龍江等地進(jìn)行了廣泛和全面的表型鑒定和雜交試驗(yàn)，對(duì)沃氏小麥地方品種在中國(guó)的適應(yīng)性情況進(jìn)行了全面摸底，并對(duì)其在我國(guó)不同生態(tài)區(qū)的表現(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)鑒定（圖3）。結(jié)合英國(guó)歷史上完成的表型數(shù)據(jù)集合，形成了一套史無前例的小麥表型組矩陣。通過與現(xiàn)代品種的比較，研究者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代小麥品種的遺傳多樣性下降了至少60%，且主要來源于沃氏小麥地方品種中的兩個(gè)祖先群體，而其他五個(gè)祖先群體則包含了大量未被利用的遺傳變異（圖4）。

圖3：Watkins小麥在中國(guó)南北6個(gè)生態(tài)區(qū)及英國(guó)3個(gè)生態(tài)區(qū)種植并進(jìn)行系統(tǒng)的表型鑒定

致敬前輩：沃氏小麥并非第一次大規(guī)模引種

沃氏小麥地方品種的引進(jìn)并非中國(guó)第一次大規(guī)模引進(jìn)國(guó)外小麥品種，而是繼承了國(guó)內(nèi)前輩們的工作。在20世紀(jì)初，農(nóng)業(yè)學(xué)家沈宗瀚先生在中國(guó)已經(jīng)開始了系統(tǒng)的小麥品種引進(jìn)和雜交試驗(yàn)工作。1932年，沈宗瀚先生組織購進(jìn)英國(guó)小麥專家潘希維爾(John Percival)收集的一套共1700多份品種的全球小麥種質(zhì)資源（Percival Collection，潘氏小麥）。這是中國(guó)第一次大規(guī)模從國(guó)外引進(jìn)小麥品種資源的重要事件。以這份重要的種質(zhì)資源為父母本，通過與中國(guó)地方品種進(jìn)行雜交、篩選，選育出了一系列優(yōu)良小麥新品種并廣泛推廣。這些歷史事件表明，中國(guó)的小麥品種改良和引進(jìn)工作有著悠久和系統(tǒng)的傳統(tǒng)。

遺憾的是，由于戰(zhàn)亂及保藏管理?xiàng)l件等問題，不管是在英國(guó)，還是在中國(guó)，整個(gè)原始的潘氏小麥種質(zhì)資源均全部遺失，在英國(guó)也僅僅剩下原始的植物標(biāo)本。程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)于2018-2019年期間引進(jìn)的沃氏小麥地方品種包括了118份來源于中國(guó)的百年前的地方品種，如收集于崇德、北京，重慶，上海，漢口，濟(jì)南，洞庭湖等地，經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的風(fēng)雨飄搖經(jīng)由英國(guó)的異地保存重新又回到了中國(guó)。程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)引進(jìn)沃氏小麥及其開展的系統(tǒng)性的研究不僅是對(duì)引進(jìn)、開發(fā)和利用國(guó)外優(yōu)異種質(zhì)資源這一傳統(tǒng)的延續(xù)，也是對(duì)沈宗瀚先生致力于農(nóng)業(yè)育種的致敬。通過對(duì)這些歷史遺傳資源的研究和應(yīng)用，有助于提升現(xiàn)代小麥育種的多樣性和適應(yīng)性，為應(yīng)對(duì)未來農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)提供更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于大量性狀的田間調(diào)查和分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)掘了性狀間的遺傳互作關(guān)系，特別是性狀之間生理上的拮抗關(guān)系（負(fù)相關(guān)性），如產(chǎn)量與花期適應(yīng)，產(chǎn)量與籽粒蛋白質(zhì)含量，生物量與收獲指數(shù)，粒重與單株粒數(shù)等。如何系統(tǒng)地從遺傳上理解和解除這些關(guān)鍵性狀的拮抗關(guān)系，是未來進(jìn)一步聚合不同來源優(yōu)良性狀的至關(guān)重要的一步，也是小麥基因組設(shè)計(jì)育種的重要基礎(chǔ)。

圖4：小麥群體基因組變異圖譜構(gòu)建以及地方品種和現(xiàn)代栽培種多樣性比較

求真致用：4D策略打通從基因組到育種的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)之路

在大量的國(guó)際種質(zhì)資源引進(jìn)國(guó)內(nèi)后，研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)際合作者一道，提出了小麥全基因組設(shè)計(jì)育種的4D策略（Decode解碼，Discover發(fā)現(xiàn)，Design設(shè)計(jì)， Deliver實(shí)現(xiàn)），為真正實(shí)現(xiàn)小麥從基因組到育種（G2B，Genome to breeding）的全鏈條貫通提供了系統(tǒng)解決方案和必要的工具。解碼：全面開展多樣性種質(zhì)資源的遺傳和表型變異圖譜繪制工作，對(duì)引進(jìn)的小麥種質(zhì)群體基因組信息進(jìn)行解析，構(gòu)建全球小麥單倍型圖譜，深度挖掘其潛在的、未被開發(fā)的基因資源和有利變異。研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代小麥的遺傳多樣性十分狹窄，沃氏小麥有67%的特有變異未被現(xiàn)代小麥育種利用。發(fā)現(xiàn)：通過聯(lián)合QTL作圖、自然群體和NAM群體的全基因關(guān)聯(lián)分析，團(tuán)隊(duì)共鑒定出超過8000個(gè)遺傳效應(yīng)位點(diǎn)（圖5），并在這些遺傳效應(yīng)位點(diǎn)中分析沃氏小麥所攜帶的有利變異。設(shè)計(jì)：在解碼和發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)分析了各大性狀相互之間的相關(guān)性，量化什么樣的品系攜帶了什么樣的有利性狀和優(yōu)異遺傳變異，并致力于打破性狀之間的拮抗連鎖關(guān)系（trade-off），開發(fā)了高密度基因芯片以及一系列特定目標(biāo)性狀的遺傳位點(diǎn)定位、聚合和分子標(biāo)記輔助檢測(cè)工具，為育種應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)：研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合英國(guó)各個(gè)團(tuán)隊(duì)一道將發(fā)現(xiàn)的100余個(gè)高質(zhì)量的沃氏小麥親本所攜帶的特有的有利等位基因片段（QTL位點(diǎn)）通過雜交、回交的方式導(dǎo)入現(xiàn)代品種，形成了700多個(gè)單片段替換系，驗(yàn)證和利用了沃氏小麥在產(chǎn)量、抗病、營(yíng)養(yǎng)等性狀上對(duì)于現(xiàn)代小麥育種巨大的利用價(jià)值，為未來精準(zhǔn)智能育種奠定基礎(chǔ)。

圖5：大規(guī)模小麥性狀和相關(guān)遺傳位點(diǎn)發(fā)掘，及性狀相互之間生理互作關(guān)系

六年以來，這些工作的順利開展也得益于以下幾點(diǎn)的努力：

構(gòu)建開放共贏的國(guó)際合作模式：在當(dāng)前全球化快速發(fā)展的背景下，國(guó)際合作尤顯重要，沃氏小麥國(guó)際合作項(xiàng)目的成功也彰顯了跨國(guó)科研合作的巨大潛力。在項(xiàng)目開始之初，中英雙方就達(dá)成了互利互惠的良好合作模式，相關(guān)的數(shù)據(jù)資源、技術(shù)平臺(tái)等都公開共享，促成和加速了英方眾多曾一度停滯不前的科研項(xiàng)目的推進(jìn)。引進(jìn)沃氏小麥地方品種不僅豐富了我國(guó)小麥遺傳資源庫，也加強(qiáng)了我國(guó)在全球農(nóng)業(yè)科研中的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力。這樣的互利互惠合作模式，促進(jìn)了科學(xué)信息與資源的交流，加快了科研成果的創(chuàng)新與應(yīng)用，是我國(guó)科研工作向前發(fā)展的重要一步。

開展小麥大規(guī)模表型性狀的鑒定：基因組測(cè)序成本在不斷下降，而表型測(cè)定成本卻在上升，決定了當(dāng)前作物科學(xué)的瓶頸之一是表型組學(xué)，以及如何通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)計(jì)算的方式量化從基因組到表型組的遺傳效應(yīng)、及到真實(shí)田間表現(xiàn)的育種價(jià)值。研究團(tuán)隊(duì)將沃氏小麥引入我國(guó)以后，持續(xù)推進(jìn)沃氏小麥地方品種的基礎(chǔ)科研和育種實(shí)踐，促進(jìn)其在中國(guó)落地生根、發(fā)揚(yáng)光大。研究團(tuán)隊(duì)在全國(guó)范圍內(nèi)從南到北開展了廣泛和全面的沃氏小麥的適應(yīng)性種植和系統(tǒng)表型鑒定，對(duì)沃氏小麥在我國(guó)不同生態(tài)區(qū)的適應(yīng)性情況進(jìn)行了全面摸底。并通過與各麥區(qū)主栽品種的雜交和回交，構(gòu)建了以我國(guó)小麥主栽品種為底盤的遺傳群體和育種群體，為沃氏小麥落地中國(guó)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

厲兵秣馬打造小麥全基因組設(shè)計(jì)育種的利器：構(gòu)建小麥資源數(shù)據(jù)庫、開發(fā)基因組和生物信息新技術(shù)、構(gòu)建分子標(biāo)記輔助技術(shù)平臺(tái)助力全基因組設(shè)計(jì)育種。除了構(gòu)建了包括全球地方品種和現(xiàn)代小麥品種的群體基因組變異圖譜，表型組圖譜，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了小麥單倍型圖譜，結(jié)合大量的作圖群體開展了137個(gè)性狀的基因和變異位點(diǎn)發(fā)掘工作。此外，團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新性地開發(fā)了利用親本基因組變異圖譜和NAM群體后代的芯片分型數(shù)據(jù)進(jìn)行NAM群體基因型填充，然后進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析的方法，顯著提高了遺傳效應(yīng)位點(diǎn)的定位精度。由于遺傳效應(yīng)的計(jì)算得到了系統(tǒng)量化并在田間進(jìn)行單片段替換導(dǎo)入系的表型效應(yīng)的檢測(cè)，研究者有機(jī)會(huì)驗(yàn)證目標(biāo)遺傳位點(diǎn)的分子功能和育種價(jià)值。團(tuán)隊(duì)還利用這些資源和工具開發(fā)了小麥基因型數(shù)據(jù)、單倍型數(shù)據(jù)和表型組數(shù)據(jù)和各種育種整合工具平臺(tái)（https://wwwg2b.com），為全球小麥研究者提供了一個(gè)共享的數(shù)據(jù)資源。將沃氏小麥種質(zhì)資源、基因組、表型組和育種目標(biāo)進(jìn)行全面的數(shù)字化，為全球小麥育種和科學(xué)研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源，推動(dòng)了小麥遺傳研究的國(guó)際化和信息化（圖6）。

圖6：小麥基因組到育種（G2B）策略示意圖

該成果是近年來我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域國(guó)際合作的一個(gè)成功案例，實(shí)現(xiàn)了“技術(shù)走出去”與“資源引進(jìn)來”的有機(jī)結(jié)合，合作成果受到國(guó)際同行的一致好評(píng)。在此基礎(chǔ)上，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)正在與歐洲、美國(guó)和國(guó)際玉米小麥研究中心開展合作、擴(kuò)大合作范圍、深化合作內(nèi)容，先后共同發(fā)起了“GlobalWheatG2B”等國(guó)際合作項(xiàng)目，繼續(xù)加強(qiáng)全球小麥種質(zhì)資源的引進(jìn)和本地化，持續(xù)為我國(guó)小麥育種產(chǎn)業(yè)注入新的血液，服務(wù)我國(guó)小麥種業(yè)發(fā)展與振興。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07682-9

程時(shí)鋒課題組介紹

程時(shí)鋒，研究員，博士生導(dǎo)師，國(guó)家重大人才工程計(jì)劃領(lǐng)軍人才，國(guó)家自然科學(xué)基金委“優(yōu)青”，農(nóng)科院“農(nóng)科英才”，廣東省“珠江團(tuán)隊(duì)”首席科學(xué)家。團(tuán)隊(duì)主要圍繞“麥豆的碳氮”問題，以Plant Trait-based Phylogenomics、Crop Quantitative Genetics 為工具，長(zhǎng)期從事植物系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化基因組學(xué)、關(guān)鍵性狀起源和演化分子機(jī)制、麥類豆類作物群體遺傳學(xué)及其在全基因組設(shè)計(jì)育種的應(yīng)用等工作。目前主要主要有Watkins Wheat G2B與Mendel Pea G2P (Genomics to Phenomics)群體基因組生物學(xué)，高效能表現(xiàn)自然演化性狀的起源與演化，如C4光合作用及豆科結(jié)瘤共生固氮的比較基因組學(xué)，并致力于將進(jìn)化基因組與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種相結(jié)合。其代表性成果以第一或通訊作者（含共同）發(fā)表在Science（2篇）、CELL、Nature、Nature Biotechnology、Plant Cell等雜志六十余篇，引用16000余次，多篇文章被F1000重點(diǎn)推薦；主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃1項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng)。

專家點(diǎn)評(píng)

中國(guó)科學(xué)院院士 李家洋：

首先祝賀程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)，感謝其為中國(guó)引進(jìn)百年Watkins種質(zhì)資源。Watkins小麥地方品種群體收集于綠色革命之前，這些品種未經(jīng)現(xiàn)代育種程序的大規(guī)模篩選，因而保留了許多潛在的、有益的遺傳變異。在程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到的七萬多個(gè)單倍型變異中，有將近67%是現(xiàn)代品種已丟失、而Watkins小麥獨(dú)有的。這些Watkins小麥獨(dú)有的單倍型變異含有大量未被利用的優(yōu)異等位基因，對(duì)未來的小麥遺傳改良具有不可估量的潛在價(jià)值，可用于培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆及適應(yīng)氣候變化的小麥新品種。Watkins小麥地方品種群體這一寶貴種質(zhì)資源的引入，將為拓寬我國(guó)小麥的遺傳基礎(chǔ)、提高我國(guó)小麥的遺傳多樣性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；未來將這些優(yōu)異基因應(yīng)用到小麥育種中，培育創(chuàng)新型小麥新品種，將推動(dòng)我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

美國(guó)科學(xué)院院士 鄧興旺：

小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物，小麥種質(zhì)資源的引進(jìn)和創(chuàng)新利用對(duì)我國(guó)小麥育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了非常重要的作用。程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)通過與英國(guó)開展全面、廣泛且深入的合作，引進(jìn)百年前由Watkins收集的近千份全球小麥核心種質(zhì)資源，對(duì)于繼續(xù)豐富我國(guó)小麥種質(zhì)資源遺傳多樣性具有深遠(yuǎn)的影響。多年以來，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)在廣東深圳、湖北武漢、江蘇南京、河北曲周、黑龍江哈爾濱等地進(jìn)行了全面的表型調(diào)查和采集，對(duì)這些種質(zhì)資源在我國(guó)不同生態(tài)區(qū)域的適應(yīng)性進(jìn)行了系統(tǒng)的了解，為這些種質(zhì)資源在我國(guó)的利用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)先后搭建了小麥基因型數(shù)據(jù)、單倍型數(shù)據(jù)和表型組數(shù)據(jù)平臺(tái)，并開發(fā)了高密度基因芯片以及一系列基因組分析和輔助育種工具，為真正實(shí)現(xiàn)小麥從基因組研究到育種（G2B，Genome to breeding）的全鏈條貫通提供了系統(tǒng)解決方案和工具，標(biāo)志著我國(guó)小麥育種研究進(jìn)入到了基因組設(shè)計(jì)時(shí)代。該項(xiàng)目是近年來我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域國(guó)際合作的一個(gè)成功案例，“技術(shù)走出去”與“資源引進(jìn)來”實(shí)現(xiàn)完全結(jié)合，合作成果受到國(guó)際同行的一致好評(píng)。

中國(guó)科學(xué)院院士 錢前：

程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)這一研究結(jié)果表明全球小麥可以分為7個(gè)祖先群，而現(xiàn)代小麥品種主要來源于其中兩個(gè)，這意味著研究發(fā)現(xiàn)的67%的特有突變異被現(xiàn)代小麥主栽品種利用，這一發(fā)現(xiàn)令人震撼，對(duì)小麥育種具有很大的啟發(fā)和指導(dǎo)意義。如何利用這些寶貴的遺傳信息和基因資源，將有力推動(dòng)我國(guó)小麥基因組設(shè)計(jì)育種發(fā)展。隨著研究的繼續(xù)深化、成果在育種上的持續(xù)應(yīng)用，將極大改變現(xiàn)有品種同質(zhì)化嚴(yán)重的局面，推動(dòng)小麥領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

總之，這一研究成果對(duì)小麥基礎(chǔ)研究和育種應(yīng)用極具指導(dǎo)意義，為種質(zhì)資源創(chuàng)新利用提供了寶貴的遺傳信息和基因資源，未來有望將這些特有的優(yōu)異基因資源應(yīng)用到我國(guó)主栽種，培育更具優(yōu)勢(shì)的新品種。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授 儲(chǔ)成才：

首先，請(qǐng)?jiān)试S我向深圳農(nóng)業(yè)基因組所和程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)所取得的這一重大成果表示熱烈的祝賀！6月14日基因組所王桂榮團(tuán)隊(duì)的研究成果榮登science，今天程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)這一研究成果又上了nature。不到一周時(shí)間，2篇頂刊，凸顯這一年輕研究所的活力和創(chuàng)造力。

很榮幸，半年前程時(shí)鋒就把這篇文章發(fā)給了我，我也認(rèn)真的通讀，可以說這是我到目前為止讀過的數(shù)據(jù)量最大、內(nèi)容最豐富以及我認(rèn)為極具理論和應(yīng)用價(jià)值的弘篇杰作，也是充滿智慧的結(jié)晶。團(tuán)隊(duì)通過引進(jìn)并利用英國(guó)JIC在百年前收集的來自世界30多個(gè)國(guó)家的1000多份小麥種質(zhì)資源，通過和國(guó)內(nèi)外多個(gè)單位合作，從中挖掘了大量現(xiàn)代小麥品種中丟失的基因型和表型多樣性，并利用基因型和表型數(shù)據(jù)對(duì)137個(gè)性狀進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，且對(duì)一些重要位點(diǎn)通過NAM、NIL等在國(guó)內(nèi)多點(diǎn)開展了大田育種價(jià)值驗(yàn)證。難以置信的工作量和大量珍貴數(shù)據(jù)，極具震撼力。這一成果不僅為像小麥這樣具有復(fù)雜基因組的作物性狀解析提供了全新的思路和借鑒，也極大地拓寬了小麥育種資源，為利用古老的種質(zhì)資源對(duì)現(xiàn)代小麥開展育種改良提供了無限可能，可以說，對(duì)我國(guó)乃至世界小麥育種具有劃時(shí)代的意義！也正是國(guó)內(nèi)外多個(gè)單位的通力合作，真正做我們常常說的有組織的科研，才使得團(tuán)隊(duì)能在6年時(shí)間完成如此浩大的工作，取得如此重大的成果，這也為中外合作提供了一個(gè)極為成功的范例。延續(xù)下去，有大量的工作可做。也希望深圳市政府和農(nóng)業(yè)基因組所按照國(guó)家做有組織科研模式，對(duì)這一在小麥種質(zhì)資源利用、育種應(yīng)用等研究上均具有重大潛力的項(xiàng)目給以繼續(xù)支持。

上海師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授 黃學(xué)輝：

小麥、水稻和玉米是世界上最重要的三種糧食作物。與其他兩種作物有所不同的是，小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，基因組特別復(fù)雜，而且特別龐大，是水稻基因組的30多倍。因此，小麥的基因組學(xué)研究和數(shù)量遺傳學(xué)研究要困難得多。此次，程時(shí)鋒團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的“小麥G2B”(也就是genome to breeding)項(xiàng)目是一項(xiàng)超大規(guī)模的小麥自然群體的基因組學(xué)和數(shù)量遺傳學(xué)研究。項(xiàng)目完成了近千份來自全球32個(gè)國(guó)家的小麥地方品種和現(xiàn)代育成種的系統(tǒng)收集和基因組測(cè)序，代表了目前最全面的全球小麥遺傳多樣性。他們的研究發(fā)現(xiàn)，小麥現(xiàn)代育成種來源于7個(gè)地方品種亞群中的2個(gè)亞群；與地方品種相比，有超過67%的遺傳多樣性的丟失。在此基礎(chǔ)上，他們結(jié)合表型數(shù)據(jù)，鑒定到了控制各類農(nóng)藝性狀的數(shù)千個(gè)遺傳位點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)了大量地方品種特有的優(yōu)益等位基因，具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其值得一提的是，該項(xiàng)研究貫穿了從小麥基因組學(xué)研究到小麥育種的全流程，為小麥基因組設(shè)計(jì)育種提供了寶貴的材料資源和數(shù)據(jù)資源，對(duì)我國(guó)未來小麥遺傳學(xué)研究和育種應(yīng)用具有重要的意義。