山东省农科院作物所小麦遗传育种团队在《Nature Plants》发表小麦品质育种重大研究成果
小麦品质育种重大突破,发表于Nature Plants,兼具科研价值与产业影响。
山东省农业科学院作物研究所小麦遗传育种团队在《Nature Plants》发表小麦品质育种重大研究成果。研究完成济麦44基因组的高质量组装与注释,由中国科学院遗传与发育生物学研究所鲁非研究员、博士生张吉瑾与山东省农科院赵振东院士为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省泰山学者计划等项目资助,标志山东省农科院在小麦基础研究与应用研究领域实现双突破。
小麦是我国主要口粮作物。随着生活水平的提高,市场对满足不同烘焙和面食加工需求的优质小麦需求持续增加。但在传统育种中,小麦的“高产”与“优质”往往难以兼顾。“济麦44”由山东省农业科学院作物研究所曹新有为首席的小麦遗传育种团队培育,是近年来黄淮麦区表现优异的优质强筋品种之一。累计推广面积达4251万亩,曾连续三年为我国年推广面积第一大强筋小麦品种。连续多年为国家、山东省和山西省小麦的主导品种,是我国首批鉴评的“超强筋小麦品种”之一,亩产三次创全国超强筋小麦单产纪录,最高达808.6公斤/亩,较好地实现了高产与优质的协同。为探明其优良性状背后的遗传基础,研究团队利用前沿测序技术,成功构建了“济麦44”高达14.90 Gb的染色体级别参考基因组。该基因组的质量值达到66.74,单碱基错误率极低,完整解析了小麦基因组中结构极为复杂的面筋基因区域。通过比对分析,研究人员在“济麦44”的一个关键高分子量谷蛋白基因(TaGlu-hmw-1Dx)中精准定位到了一个增加额外半胱氨酸的核苷酸突变。这一突变促进了面筋蛋白网络中二硫键的形成,是赋予面团超强弹性的关键因素之一。