山东农业大学团队找回大豆遗失的“芯片”密码

让大豆更高产更有抗性的“芯片”密码找回来了。近日，国际植物学领域期刊《自然—植物》在线发表一项来自山东农业大学张大健教授团队的研究成果。根据这一研究成果，人类首次获得多年生野生大豆高精度基因组图谱，首次构建多年生野生大豆泛基因组。

张大健介绍，据科学估算，相对于多年生野生大豆，栽培大豆在驯化过程中遗失了约70%基因资源，他们团队经过多年科研攻关，最终找到了这一被视为选育大豆高产优质新品种的有效基因靶点的关键“70%”。

种子是农业的“芯片”，种源安全关系国家安全。而大豆是重要的粮油、饲料兼用作物，多次写入中央一号文件，在国民经济发展中具有重要的战略地位。近年来，我国大豆进口量持续增长，对外依存度超过80%，严重威胁我国粮食安全，其种质培育和改良工作迫在眉睫。

野生大豆是栽培大豆改良性状的重要遗传资源。相比较一年生野生大豆，多年生野生大豆具有遗传多样性丰富，抗病性强、耐旱、耐热、耐盐碱等优势。但由于多年生野生大豆基因组庞大、重复序列多和高度杂合等特性，一直未有科研团队构建高质量染色体级别的参考基因组。

“挖掘野生大豆中的优异基因和优异等位变异，是提高大豆产量和改良大豆抗性等重要农艺性状的有效途径。”中国农业大学博士生导师、教授孙连军表示。

近年来，张大健教授团队在世界范围内选取了5个有代表性的二倍体多年生野生大豆品种和1个自然形成的异源四倍体多年生野生大豆进行全基因组测序。综合利用二代、三代、Hi-C等测序技术，组装得到了染色体级别的高质量参考基因组，首次构建了多年生野生大豆泛基因组，并鉴定出109827个多年生大豆中的非冗余基因位点，发现其中约70%的基因位点在一年生大豆亚属中丢失，为大豆育种提供了丰富的遗传多样性基础。

国家自然科学基金杰出青年科学基金获得者、大豆遗传育种学家孔凡江表示，这一研究不仅解析了大豆进化历程，并且高效准确挖掘了大豆基因组的结构变异，为大豆的遗传基础解析、驯化性状调控基因挖掘及大豆种质创新提供重要的数据支撑。

目前，该团队在前期研究基础上，利用分子标记辅助技术，已选育出适宜黄淮海地区种植的高产高油大豆品种，并参加山东省大豆区域试验，表现良好。