【摇钱树】他们绘制出世界上第一张冬瓜基因组精细图谱
冬瓜是我国重要的蔬菜作物,种植区域遍布20个省份,年产量5800万吨。广东是我国大陆冬瓜最早上市的省份之一,冬瓜种植面积近100万亩,占全国的1/5。随着冬瓜产业的不断发展壮大,其产值规模将达1000亿元。
冬瓜产业的蓬勃发展,与良种的育成和推广密不可分,在良种缺乏的21世纪初,冬瓜产业的状况并不像现在这般喜人。现任广东省农业科学院蔬菜研究所副所长江彪说,以前冬瓜品种以农民自留种为主,种性退化严重,商品果外观及内在品质都良莠不齐,产量和抗性也在逐年下降。这种情况严重制约了冬瓜产业的发展。
广东省农业科学院蔬菜研究所副所长江彪
要改变这一现状,亟需选育并推广优良的冬瓜新品种,这是江彪和团队当时最迫切的任务,但优良品种的选育并非易事。
江彪表示,冬瓜育种工作存在几个难点:首先冬瓜种质资源遗传基础比较狭窄。第二,许多资源具有不同程度的休眠,发芽慢,常需要补种。第三,单株占地多,每亩只能种400-500株。第四,常规育种方法耗时长、效率低,土地及人工成本高。“要解决这些问题,需要进一步拓展冬瓜种质资源,利用更为先进的育种技术来提高育种效率。”
如果把育种人比作航海探险家,基因组信息就是指南针,通过对基因组信息的解析,可以了解作物的遗传特性,为品种选育提供依据,从而培育出符合育种目标的新品种。分子育种技术,就是江彪心中高效精准的育种方法。
江彪表示,冬瓜的基础研究较为薄弱,当务之急就是绘制一张包含冬瓜全基因组信息的基因组图谱。冬瓜基因组大,是黄瓜、西瓜等瓜类的2倍以上,且重复序列占比大,这些都给冬瓜全基因组测序工作带来了巨大的挑战。
为揭开冬瓜的基因密码,助推育种工作快速发展,广东省农业科学院蔬菜研究所与中国农业科学院蔬菜花卉研究所、青岛农业大学等科研单位开展联合攻关,历时6年,终于绘制出世界上首张冬瓜全基因组图谱和变异组图谱,以及第一张高密度遗传连锁图谱,并对产量、抗性及品质等重要性状开展基因定位、克隆及分子标记开发等工作,建立了冬瓜分子辅助育种技术体系,使冬瓜育种由经验育种转向分子育种。育成一个品种的时间也由原来的5-8年,缩短为3-4年,具有重要的科学和应用价值。
江彪所在团队克服种种困难,长期躬耕广东蔬菜产业一线,投入大量的时间和精力,终于在冬瓜育种领域取得了丰硕的成果。工作至今,江彪主持或参与育成冬瓜新品种10个。以第一完成人育成的雅翠1号冬瓜2021年通过广东省农作物品种评定,这个品种瓜形美观,肉质致密,是可鲜食的水果型品种。以第一完成人育成的绿翠1号和雅翠2号均是绿色果肉品种,品质优良,连续坐果能力强,产量高。以第二完成人育成的铁柱2号冬瓜2016年通过审定,是大果类型黑皮冬瓜,具有产量高、特耐储运等优点,是目前推广应用面积最大的品种,连续多年被评为广东省农业主导品种,今年入选农业农村部农业主导品种。
雅翠1号冬瓜
雅翠2号冬瓜
铁柱2号冬瓜
近10年来,江彪所在团队在冬瓜基础研究及新品种新技术研发过程中,承担了国家级、省部级等各级科研项目20余项,通过基础研究与育种实践紧密结合,取得了一系列的科研成果,包括省部级二等奖以上的科研成果4项,发表学术论文60余篇,授权国家发明专利7件。同时,他们还积极开展新品种新技术推广、服务三农等工作,为农民增收、农业增效及乡村振兴贡献力量。
江彪及其团队
广东劲农农业科技有限公司生产主管蔡焕珍说,现在种植了江彪所在团队育成的冬瓜品种,发现它们的抗病性较强,年产量比以前增加了20%-25%。
广东劲农农业科技有限公司生产主管蔡焕珍
江彪同志不忘推动蔬菜育种事业的初心,牢记促进农业高质量发展的使命,始终奋战在农业科研一线。未来,江彪及团队将针对不同消费业态和市场需求,培育高品质、广适性的多样化瓜类蔬菜品种,为蔬菜产业可持续健康发展提供科技支撑。