新華社深圳4月23日電（記者陳宇軒、毛思倩）記者23日從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所了解到，該所主導(dǎo)并與英國約翰·英納斯中心等國內(nèi)外機(jī)構(gòu)合作完成的一項(xiàng)研究，在豌豆重要性狀的遺傳解析方面取得重要突破，找到了調(diào)控豆莢顏色、豆莢形狀和豌豆花位置等性狀背后的目標(biāo)基因及其突變機(jī)制，為豌豆品種改良和精準(zhǔn)育種提供了新視野、新工具。相關(guān)研究成果北京時(shí)間4月23日23時(shí)在線發(fā)表于國際期刊《自然》。
據(jù)研究負(fù)責(zé)人、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員程時(shí)鋒介紹，1865年，“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”孟德爾通過豌豆種子的圓皺、子葉的顏色、花色、花的位置、豆莢顏色、豆莢形狀、植株高度7對(duì)性狀開展雜交實(shí)驗(yàn)，首次提出了“遺傳因子”控制性狀的理論，并推導(dǎo)出遺傳變異的規(guī)律。此后，各國科研人員陸續(xù)找到了控制種子圓皺、子葉顏色、花色、植株高度的基因，然而控制豆莢顏色、豆莢形狀和豌豆花位置的關(guān)鍵基因一直是“未解之謎”。
對(duì)此，程時(shí)鋒帶領(lǐng)國際科研團(tuán)隊(duì)，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)等手段，對(duì)來自世界各地近700份豌豆樣本的演化進(jìn)程與基因組多樣性展開系統(tǒng)解析。研究發(fā)現(xiàn)，控制豌豆綠莢與黃莢差異的，并非傳統(tǒng)意義上的基因突變，而是一段基因組大片段缺失；決定豌豆花位置的是編碼類共受體激酶的Fa基因；控制豆莢飽滿與皺縮形狀的，是兩個(gè)彼此獨(dú)立、但功能相關(guān)的果皮發(fā)育調(diào)控基因。在此基礎(chǔ)上，科研人員構(gòu)建了全球豌豆多樣性高分辨率單倍型變異圖譜和表型變異圖譜，解析了72個(gè)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)。
程時(shí)鋒表示，這一研究成果不僅解開了豌豆性狀變異背后的遺傳密碼，也為豌豆基因組選擇和AI設(shè)計(jì)育種提供了豐富的數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用工具。