民以食为天,大豆作为我国主要的经济作物之一,在我国粮食生产中不容忽视。缺乏优异种质资源和大豆育种技术落后等原因,严重地制约着大豆的高质量发展。
大豆育种技术研究要想取得成功,并非易事。对于科研工作者来说,它有着全新的挑战与发展机遇。江苏省农业科学院与美国密歇根州立大学进行的合作研究,为我国大豆产业的升级带来了新的机遇。双方共同开展了国家重点研发项目计划政府间重点专项“大豆品质性状全基因组关联分析及分子育种技术”的合作研究,项目中方负责人陈华涛和团队成员一起紧抓机遇,积极参与,迎难而上,向优质大豆品种创新精准育种技术研究发起了挑战。
经过该科研团队不懈的努力,收集了来自全国各地的遗传多样性丰富大豆种质资源,使大豆微核心种质库得以成功建立,并且构建了大豆自然群体高密度物理图谱。研发团队创新性地建立了基于图像分析的高通量表型鉴定技术平台,可以自动化地对大豆种质的多个性状进行鉴定。他们还创新了蛋白质和油酸含量高、病毒病、炭疽病抗性强等优异种质,并建立了特色大豆种质资源库,构建了837份微核心大豆种质资源基因型—表型数据库。通过深入解析该代表性大豆自然群体的群体遗传结构,确定了大豆材料的来源、系统分类和品系特性等多个信息。
为了能够选育出具有高蛋白和高油酸含量的大豆新品种,通过选择性清除区域分析,该科研团队确定了大豆进化和遗传改良过程中受到选择的基因区域。该科研团队通过全基因组关联分析和基因分型等技术,确定并明确了多个与蛋白质和脂肪含量紧密连锁的关键位点。这些位点的定位为他们提供了分子标记辅助育种的应用基础,并构建了多基因聚合的大豆分子育种技术体系。他们利用全基因组关联分析对蛋白含量等性状进行遗传变异解析,研发的有益于大豆蛋白遗传改良的KASP分子标记,出乎意料地使蛋白含量提升了2个百分点,具有显著的效果。
该科研团队还联合多组学分析方法,解析了大豆籽粒发育过程中品质性状建成分子机制。在大豆蛋白质方面,他们利用研发的先进的分子育种技术,研制出的大豆新材料,蛋白含量竟高达49%以上;通过开发的高油酸InDel标记,实现了大豆油酸含量性状的预先选择和分子辅助育种,研制出油酸含量81.4%的高油酸大豆新品系,是目前主栽大豆品种的4倍。对科研孜孜不倦的追求和付出,使该科研团队在大豆蛋白质和油酸含量等品质性状的分子育种关键技术研究取得了显著的成效,他们研制的高蛋白、高油酸大豆新品种(系),为大豆产业提质增效破解种源难题。此外,他们研制的优质大豆高产栽培技术体系,得到了广泛的推广应用,有效地保障了本区域优质特色大豆的产品供给。
该科研项目取得的科研成果具有广阔的应用前景。其中系列分子标记辅助育种技术获国家发明专利授权,部分申请了PCT专利,能够使大豆育种的效率和精度得到极大的提高,选育出更加优质、抗病、高产的大豆新品种。此外,该项目获得的成果可以提高我国大豆生产的竞争力,极大地促进了农业经济的发展,提高了农民的增收。该科研项目的实施不仅提高了我国大豆育种的水平和能力,还培养了一批高水平的科研人才和技术骨干,为我国大豆产业的可持续发展提供了重要的人才保障。
在科研方面取得的进展激励着研发团队继续奋战在科研第一线,他们行进在农业发展的道路上,用脚步丈量世界,用汗水铸就梦想,不断地加大科技推广力度,为大豆生产提质增效、推动我国大豆产业的可持续发展、提升我国大豆产业的国际竞争力、保障国家粮食安全和推进乡村振兴贡献着自己的力量。真正诠释了“把论文写在祖国大地上”的精神。(文/李杰)
专家简介:陈华涛,博士,江苏省农业科学院研究员,南京农业大学、南京信息工程大学、扬州大学、河南科技学院等高校硕士生导师。兼任中国园艺学会豆类蔬菜分会副秘书长、第八届江苏省农作物品种审定大豆专业委员会副主任等,江苏省农业科学院优秀青年拔尖人才。主持国家重点研发计划项目(中美政府间合作创新重点专项)、江苏省重点研发计划(现代农业)重点项目、江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目等15项,主持育成苏早2号、苏豆30等大豆新品种7个,荣获全国商业科技进步奖一等奖、江苏省科学技术二等奖、中国产学研合作创新成果二等奖等多项荣誉或奖励,发表学术论文46篇,参与撰写了《我国大豆种业技术创新现状与对策》、《江苏发展大豆油料作物生产的建议》等,被多个SCI和中文核心期刊聘为青年编委或客座编委。
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