摘要:首次绘制了高质量的花生泛基因组图谱,并找到了影响花生籽粒大小和重量的“关键分子开关”,为未来花生基因组学辅助改良育种提供了理论基础和新思路;首次破译了花生野生四倍体基因组和三维基因组图谱,阐明了花生种子发育过程中产量和品质形成的分子调控机制,突破了复杂性状下挖
首次绘制了高质量的花生泛基因组图谱,并找到了影响花生籽粒大小和重量的“关键分子开关”,为未来花生基因组学辅助改良育种提供了理论基础和新思路;首次破译了花生野生四倍体基因组和三维基因组图谱,阐明了花生种子发育过程中产量和品质形成的分子调控机制,突破了复杂性状下挖掘定位功能基因的难题;创建了花生高效分子育种技术体系和高产栽培技术体系,实现良种良法配套;培育出高产高蛋白高油酸突破性花生新品系6个,以及农大花103、农大花201等4个高产优质花生新品种,为花生产业的提质增效作出了贡献……
近年来,河南农业大学殷冬梅教授团队,以基因图谱为笔、以田间地头为纸,在花生遗传育种领域书写着“一粒种子改变世界”的经典传奇。
发现“关键分子开关”:有望大幅提高花生产量
河南农业大学殷冬梅教授团队最新在国际顶级期刊《自然·遗传学》发表的花生泛基因组研究成果,更是国内外业界专家的称赞,也成为权威媒体报道的热点。
据介绍,殷冬梅教授团队联合澳大利亚莫道克大学、上海交通大学和山东省农业科学院科学家专家团队,研究分析了269份花生种质(包括野生种、地方品种和改良品种)的全基因组多样性,发现了显著的遗传差异,并强调了与更大种子发育直接相关的变异。这是全球研究团队通过组装首个完整的花生泛基因组,识别出影响种子大小和重量的关键结构变化——这是实现产量最大化的两个重要性状。研究表明,删除通常会限制种子生长的Aharf2-2基因可使种子显著变大。
从“一粒种”到“一张图”:破解生命密码的征程
成如容易却艰辛,看似寻常最奇崛。2006年的实验室里,殷冬梅正带领团队面对“无实验室、无团队、无基础”的“三无”困境。为收集野生花生种质资源,他们踏遍河南200余个乡镇,在黄河滩涂的沙土地里挖掘基因宝藏。20年间,团队攻克异源四倍体野生花生基因组破译、三维基因组图谱绘制等世界级难题,首次揭示基因AhARF2-2变异如何调控籽粒膨大,将花生单产潜力提升15%以上。
2019年,殷冬梅在国际花生基因组大会上捧回“杰出贡献奖”,标志着中国花生研究从“跟跑”转向“领跑”。“科研不是独角戏,而是交响乐。”殷冬梅的团队里,既有深耕田间30年的“老把式”,也有掌握生物信息学的“90后”博士。这种跨学科协作催生出“基因编辑+分子标记辅助选择”的育种4.0模式,将新品种选育周期从12年缩短至6年。
在郑州中牟的试验田里,农大花103、农大花201等新品种正以亩产超600公斤的成绩改写高产纪录。这些“科技金种子”不仅油酸含量突破80%,更兼具抗青枯病、抗倒伏等特性,让农民从“看天吃饭”转向“知天而作”。团队累计培育的9个新品种,得到大面积推广,创造了显著的社会经济效益。
从“实验室”到“直播间”:科技惠农的创新实践
当殷冬梅团队发现传统栽培技术导致养分利用率不足40%时,他们创新提出“精准施肥+节水灌溉”技术体系,使氮肥利用率提升至55%。在南阳社旗县,农民张大勇通过手机APP就能获取土壤墒情数据,曾经的“望天田”如今亩产增收300斤。
为打破技术推广“最后一公里”瓶颈,团队开创“云端课堂+田间学校”双轨模式。每周三晚的抖音直播间里,殷冬梅用河南方言讲解“花生三遍药”技术要点,累计吸引超百万人次观看。在原阳农场示范基地,无人机播种、智能灌溉系统等12项技术集成应用,让百亩核心区亩产突破700公斤,成为全国智慧农业样板。
从“金种子”到“金产业”:乡村振兴的科技引擎
在驻马店正阳县,由殷冬梅团队技术支撑的花生深加工产业园正吞吐着万吨原料。高油酸花生油、花生蛋白粉等20余种产品走向世界,带动全县花生种植户年均增收1.2万元。这种“科研院所+龙头企业+合作社”的模式,让科技成果真正转化为农民的“真金白银”。
花果缘何次第开?“是因为我们用心浇灌,用爱培育。”殷冬梅深情地说。在她看来,花生不仅是一种作物,更是一种责任、一种担当。她愿意用一生的时间去研究它、推广它,让这粒小小的花生,在广袤的田野上绽放出更加璀璨的光芒。面对荣誉,殷冬梅始终保持着农学人的质朴:“我们只是种下了一粒种子,是千万农民用汗水浇灌出了今天的丰收。”
从基因图谱上的微观世界,到中原大地的万亩良田,殷冬梅团队用科技之光点亮了乡村振兴的希望。当春日的暖阳再次洒向试验田,那些破土而出的新芽,正诉说着一个关于执着、创新与奉献的故事——这或许就是花果次第盛开的终极密码。
来源:河南经济报