紫锥菊与小麦育种研究取得新突破

紫锥菊与小麦育种研究取得新突破

近期，云浮市南药研究院和中国农业科学院蔬菜花卉研究所在紫锥菊和小麦的育种研究中都取得了重要进展。紫锥菊的非整倍体材料在育种中的应用展现出巨大潜力，而小麦远缘杂交与染色体工程育种也取得了新成果。这些突破不仅有望提升作物的产量和品质，也为未来的农业生产带来了更多可能性。

紫锥菊（Echinacea purpurea）是一种具有药用和观赏双重价值的植物，近年来在育种研究中备受关注。紫锥菊的非整倍体材料因其独特的遗传特性，在育种中展现出巨大的应用潜力。

非整倍体是指染色体数目异常的个体，这种异常可以导致特定基因的表达量变化，从而影响表型。在紫锥菊育种中，通过分析非整倍体材料，研究人员可以定位基因在染色体上的位置、建立连锁群与染色体的关系，以及促进基因转移。此外，非整倍体还能用于揭示表观遗传学机制，为作物改良提供新思路。

云浮市南药研究院在紫锥菊育种研究中，利用非整倍体材料实现了特定基因的转移，成功培育出抗逆性强的新品种。这些研究成果不仅为紫锥菊的遗传改良提供了新的途径，也为其他药用植物的育种研究提供了有益借鉴。

小麦是全球主要的粮食作物之一，其育种研究一直备受关注。中国农业科学院蔬菜花卉研究所在小麦远缘杂交与染色体工程育种方面取得了重要进展，为提升小麦产量和品质提供了新的思路和方法。

普通小麦是异源六倍体，含有三个功能相似、染色体间可发生互换的亚基因组（A，B，D），这种特殊的基因组结构赋予了小麦很好的弹性和韧性，能够更好地耐受基因的丢失、重复、倒位、易位等结构变异冲击。研究人员从我国近70年育成的5000多个小麦品种中筛选出有代表性的17个品种，从头组装它们染色体水平的高质量基因组，并对精准鉴定出的近25万个结构变异分析，发现跨着丝粒区域是小麦品种分化的核心区域。进一步分析发现，这17个中国小麦品种展现出的遗传多样性远高于全球其它国家近30年育成品种。研究推断，这是由于我国小麦商业化育种发展相对较慢，一定程度保留了其品种的遗传多样性、维持小麦品种较高的韧性。这为未来作物育种体制的调整提供了参考。

为进一步探索小麦品种对环境变化的高度适应性及遗传基础，解析小麦“春性”与“冬性”的转变和演化。研究人员通过分析春化基因VRN-A1拷贝数变异情况，发现小麦的祖先种如野生四倍体、栽培四倍体完全是“春性”类型，而普通小麦中出现“冬性”突变和VRN-A1基因的拷贝数变异，继而呈现“冬性”—即抗寒性强弱的变化。研究还发现，基因变异后拷贝数越高，品种抗冻害能力越强。但是与地方品种相比，现代品种中该基因拷贝数降低，推测这可能与最近100年气候变暖密切相关。这一发现揭示了小麦品种适应性的遗传基础，为未来小麦广适性育种提供理论指导。

研究人员同时发现了不同地区小麦品种籽粒硬度变化的演进规律。研究表明，小麦籽粒硬度受 Ha 基因控制，而该基因突变或丢失，品种籽粒就会变硬。在我国近70年人工选择和自然选择双重作用下，西北、华北小麦品种含 Ha 基因突变的频率显著高于东南、西南地区小麦品种，这与我国居民“北硬”“南软”的饮食习惯密切相关，这一发现说明小麦品种既是生产要素、也是饮食文化的重要载体。

这些研究成果不仅揭示了小麦基因组的演化规律，也为未来的小麦智能设计育种提供了重要参考。中国农业科学院作物科学研究所张学勇研究员表示，这些发现将为全球种质资源的整合和利用提供新的视角和策略，推动小麦育种技术的进一步发展。

紫锥菊和小麦育种研究的最新进展，不仅展示了非整倍体材料和基因组学在作物改良中的巨大潜力，也为未来的农业生产带来了更多可能性。随着生物技术的不断发展，我们有理由相信，这些科研突破将为提高作物产量、改善品质、增强抗逆性等方面带来革命性的变化，为保障国家粮食安全和促进农业可持续发展做出重要贡献。