作物種質資源研究與利用
——中國農業(yè)科學院作物學博士后論壇

王雯玥 楊 濤 譚光萬 楊建倉

（1中國農業(yè)科學院作物科學研究所，北京 100081；2大連海洋大學經濟管理學院，大連 116023）

2017年11月18-20日，由中國農業(yè)科學院博士后管委會辦公室、作物科學研究所博士后管理辦公室以及作物種質資源中心聯合舉辦的“2017年作物學博士后學術論壇——作物種質資源研究與利用”在北京召開。中國工程院院士劉旭，院人事局副局長李巨光，作物科學研究所黨委書記孫好勤，鄭州果樹所副所長王力榮等領導參加開幕式。會議邀請了國內從事種質資源研究的知名專家以及院所青年科技人員、博士后共計80人，圍繞作物種質資源研究與利用相關方面的問題作了專題匯報，并進行了深入廣泛的討論。本次會議包括3個特邀報告和17個專題報告。

作物種質資源學是建立在物種起源與進化理論基礎上，涉及植物分類學、生態(tài)學、遺傳學、作物育種學等眾多理論與技術的學科；農作物種質資源是農業(yè)科學原始創(chuàng)新、育種及其生物技術產業(yè)的物質基礎，是保障國家糧食安全和生態(tài)安全的戰(zhàn)略性資源。做好作物種質資源的研究與利用，要靠種質資源領域的科技工作者薪火相傳、不懈努力，青年科研人員更是重任在肩、責無旁貸。當代青年科技人員應該認清自己在國家科研發(fā)展戰(zhàn)略中的歷史定位，增強使命感、責任感，勇于擔當，潛心向優(yōu)秀科學家學習，勤懇鉆研，將個人努力目標與行業(yè)發(fā)展形勢協調一致[1]。十九大剛剛閉幕，習近平總書記在十九大報告中特別提出了要加快建設創(chuàng)新型國家，大力發(fā)展農業(yè)。本屆論壇從國家戰(zhàn)略規(guī)劃和現實需求出發(fā)，聚焦“作物種質資源的研究與利用”，邀請知名專家和優(yōu)秀青年圍繞種質資源的各項研究工作、科研素質與科學精神等方面的內容進行了匯報和交流。

1 種質資源的歷史回顧與現狀

農作物種質資源是農業(yè)科學原始創(chuàng)新、育種及其生物技術產業(yè)的物質基礎，是保障國家糧食安全和生態(tài)安全的戰(zhàn)略性資源。由于種質資源的形態(tài)多樣、內容寬泛、材料類型豐富，且具有公益性、基礎性和不可再生性等特征，所以擁有極為重要的戰(zhàn)略地位。

作物種質資源學是建立在物種起源與進化理論基礎上，涉及植物分類學、生態(tài)學、遺傳學、作物育種學等眾多理論與技術的學科。自從人類有目的地開展物種起源與進化的研究開始，作物種質資源學科就在不斷的形成。19世紀至20世紀初，一些國家開始收集作物種質資源，尤其是蘇聯植物學家瓦維洛夫在亞洲、歐洲、美洲、非洲四大洲60多個國家，收集各類作物種質資源15萬多份，并提出了“作物起源中心學說”和“性狀平行變異規(guī)律”等理論，標志著作物種質資源研究逐步發(fā)展成為一個獨立的學科。20世紀前半葉，丁穎教授、金善寶教授等科學家曾對水稻、小麥等地方品種進行了整理工作，但未系統研究。1959年董玉琛院士提出“品種資源”，標志著我國作物種質資源學科的形成。1978年4月18日，經原農林部批準成立中國農業(yè)科學院品種資源研究所，從此我國作物種質資源學科進入全面發(fā)展時期。

我國作物種質資源研究發(fā)展至今，逐漸呈現出收集全球化，研究利用規(guī)范化、產權化、壟斷化的總體趨勢，我國農作物種質資源工作應堅持“廣泛收集、妥善保存、深入研究、積極創(chuàng)新和充分利用”的工作方針，在農作物種質資源的收集、保存、研究、創(chuàng)新和利用上緊跟發(fā)展趨勢，拓展研究領域，深化研究內容，推動作物種質資源的持續(xù)發(fā)展。

我國已建立了國家主導的農作物種質資源保護和管理體系，在研究探明我國作物種質資源本底多樣性的同時，開展作物種質資源鑒定評價和新基因的發(fā)掘，并建立了種質資源創(chuàng)新與利用的技術體系，創(chuàng)造1000余份的農作物新種質。目前已完成了兩次全國性收集工作（1955-1956年、1979-1983年），2015年起至今正在進行第三次全國農作物種質資源普查與收集行動，種質資源長期庫中保存的資源達481617 份，居世界第2位。2015年實施的《農作物種質資源保護與利用中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2030）》，是首次以政府文件給予種質資源的最高“待遇”，也充分體現了國家對種質資源具有公益性、基礎性和長期性等戰(zhàn)略地位的高度重視，相信在各級領導部門的關心和大力支持下，種質資源事業(yè)一定會取得輝煌的成就，亦將對我國農業(yè)科技原始創(chuàng)新和現代種業(yè)發(fā)展提供強有力的支撐。

2 種質資源的收集

亞洲栽培稻（Oryza sativa L.），又稱為水稻，是全球近半數人口的主要食物來源，所以栽培稻及其近緣野生種成為重要的種質資源收集的對象。按照生態(tài)地理學原理，考察收集國外栽培稻及其近緣野生種共2400多份。作物種質資源中心野生稻保護與利用創(chuàng)新研究組利用這些材料第1次對中國栽培稻和國際栽培稻進行全面比較，明確全世界栽培稻有6類，其中中國栽培稻具有3類。同時結合國內外野生稻核心種質資源，深入地探討了栽培稻近緣野生種的群體遺傳結構及物種形成機制。通過以上研究發(fā)現南亞和東南亞的栽培稻和野生稻是未來栽培稻和野生稻種質資源的收集重點。同時該研究組立足于種質資源工作的優(yōu)勢、全世界范圍的種質資源、充分的原生鏡和系統發(fā)育信息以及精準的形態(tài)性狀鑒定，進一步對栽培稻重要農藝性狀形成的理論基礎進行研究。發(fā)現栽培稻馴化過程中長日照抑制途徑是重要的馴化對象，所有現今發(fā)現的長日照抑制基因都經歷了無功能化的過程，但是不同地區(qū)的品種無功能化的對象基因不同。利用科學的方法對栽培稻及其近緣野生種的收集為后續(xù)的科學研究提供了重要的材料和基因組基礎。

貴州黔東南地區(qū)千百年種植的一類特殊的原始生態(tài)型稻種——禾，具有抗病蟲、抗逆、難脫粒、品質優(yōu)、糯性強等突出特性，是侗族等少數民族生產生活和文化習俗中必不可少的物質基礎，至今仍大面積保留種植。作物種質資源中心水稻種質資源創(chuàng)新研究組以315份禾類資源、578份貴州6個稻作生態(tài)區(qū)稻種、180份周邊9個省的地方稻種、42份野生稻共計1115份資源為試驗材料，利用表型性狀評價和SSR分子標記技術、SNP單倍型測序手段，研究禾類資源與貴州不同稻作生態(tài)區(qū)及周邊省份稻種的親緣關系，根據侗族人口的分布和遷徙路線研究禾類資源與其他稻種的遺傳演化關系。結果顯示：禾類資源由于其具有特殊的遺傳背景和結構，可單獨聚為一類特殊生態(tài)稻種，并與廣東、廣西、江西、浙江、湖南、湖北及貴州第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ稻作生態(tài)區(qū)親緣關系更為密切。初步推測貴州禾類稻種資源可能是廣東、廣西、江西等長江中下游的侗族先民在歷史遷徙過程中將當地稻種帶入貴州黔東南地區(qū)，經過千百年的栽培種植，培育的一類適應當地特殊地理氣候條件、生產生活方式和傳統文化習俗的特殊生態(tài)型稻種。該研究組對系統評價禾類資源的遺傳基礎、挖掘禾類資源的育種價值及保護民族傳統文化具有重要意義。

葡萄是世界上重要的果樹，在我國的國民經濟中占有重要的地位。葡萄起源于我國的共有30多個種，目前中國農業(yè)科學院鄭州果樹所葡萄資源與育種創(chuàng)新團隊收集到25個種的400份資源。經過簡化基因組測序，發(fā)現歐亞種和美洲種中的群體進化呈現順序進化過程，聚類樹種圖呈現線狀，而中國野生種為同起源的同時進化，其中山葡萄最為原始。中國野生葡萄中蘊含豐富的抗性資源，從刺葡萄中獲得的VdWRKY53 和70 都能提高擬南芥對真菌和細菌的抗性，并通過水楊酸途徑調控整個途徑中的基因和蛋白。利用刺葡萄創(chuàng)制了具有抗性和長橢圓形果粒性狀的育種材料，以期通過不斷回交獲得兼具抗性、長橢圓形和玫瑰香味的品種和品系。

在蕎麥野生資源發(fā)掘方面，通過考察收集，作物種質資源中心蕎麥基因資源創(chuàng)新研究組相繼發(fā)現并命名了蕎麥屬植物種6個，分別是普格蕎麥Fagopyrum pugense（一年生自交親和）、汶川蕎麥F.wenchuanense（一年生自交不親和）、羌彩蕎麥F.qiangcai（一年生自交親和）、螺髻山蕎麥F.luojishanense（一年生自交親和）、海螺溝蕎麥F.hailuogouense（多年生自交親和）以及龍肘山野蕎麥F.longzhoushanense（多年生自交親和），進而利用分子標記技術，闡述了野生種和栽培種之間的分子進化關系，這些種的發(fā)現豐富了蕎麥屬種質資源基因庫以及為資源的深度利用奠定了基礎。在品質代謝調控方面，分離和克隆了一批參與調控蘆丁生物合成的關鍵轉錄因子，并通過生化與分子生物學手段闡述了其分子調控機理，研究發(fā)現蕎麥在蘆丁合成方面具有特定的分子調控機制，這為蕎麥的品質改良和深入評價奠定了理論基礎。

3 種質資源的保存

種子的活力曲線呈反S形，即在開始階段的平臺期（Phase I），而后是快速下降期（Phase II），最后種子活力緩慢下降直至死亡（Phase III）[2]。而種子在貯藏過程中，活力從Phase I降至Phase II階段的活力關鍵節(jié)點是種質安全保存的重要階段，當活力低于關鍵活力節(jié)點，種子的活力下降速度加快，而且可能影響到種質遺傳完整性喪失，為了維持種質資源的遺傳完整性，種質需要在關鍵節(jié)點下限值進行繁殖更新。目前，很多國家種質庫的研究團隊認識到了活力關鍵節(jié)點對種質資源安全保存的重要性，由于活力關鍵節(jié)點的生物學機制不清楚，導致國際上幾個主要基因庫的繁殖更新臨界值沒有統一標準，也未能提出預測保存種子處于快速下降階段的預警技術。國家種質庫作物種質資源保存創(chuàng)新研究組基于活性氧損傷學說和線粒體損傷學說，開展水稻種子活力喪失關鍵節(jié)點的機理研究。結果表明：水稻種子活力降至80%左右時，抗氧化系統活性下降，參與能量代謝和逆境脅迫響應等相關蛋白呈下調表達，導致ROS和羰基小分子物質含量上升，導致蛋白羰基化修飾，進一步造成生理代謝的紊亂；線粒體結構和功能雖然能維持在一定的水平，但是其基因和蛋白的表達水平發(fā)生了較大的改變，尤其是電子傳遞鏈以及復合體V的組裝等，抑制了ATP生成和中間物質生成，線粒體膜系統的損傷可能導致Cytc和ROS等誘導細胞死亡。

4 種質資源的鑒定與評價

作為外來作物，我國玉米種質資源具有對外來種質資源依賴性高、研究難度大、原始資源與生產應用資源差距較大等3個明顯的特點。與世界玉米種質資源總量相比，我國玉米種質資源狹窄的現狀極其明顯。為了克服這一現狀，通過“外因內斂，廣泛收集”的策略，作物種質資源中心玉米種質資源創(chuàng)新研究組引進了大量的優(yōu)異資源，為擴充我國玉米種質基礎奠定了良好的基礎。在此基礎上，針對生產需求，開展了引進和收集資源的規(guī)?；b定，篩選高配合力優(yōu)異資源363份，并進行了分發(fā)利用。利用精準鑒定獲得的大量表型數據和高密度基因型數據，開展了玉米花期、雄穗、大斑病和小斑病抗性等重要性狀的遺傳結構解析和基因資源挖掘工作，挖掘一批主效位點和候選基因。同時，利用圖位克隆策略，先后完成qKL1.07、qGW4.05、qKW7.02、qKM4.08和qkc7.03等多個玉米籽粒相關主效位點的精細定位和候選基因挖掘。這些工作的進行推動了玉米種質資源研究的深入開展。

作為中度耐鹽作物，大豆產量與品質等重要性狀在鹽堿地條件下會受到重大影響。建立大豆耐鹽種質資源的高效、便捷鑒定方法對耐鹽基因資源的挖掘、耐鹽新品種的培育具有重要意義。作物種質資源中心大豆基因資源創(chuàng)新研究組在前期的研究中，分別建立了水培和以蛭石為基質的大豆苗期耐鹽性高效鑒定方法，篩選出耐鹽性不同的大豆種質資源，并發(fā)現在NaCl脅迫下，耐鹽大豆莖、葉中Na+含量顯著低于鹽敏感材料，且鹽敏感材料葉片中Na+含量與SPAD值極顯著負相關。利用獲得的高度耐鹽的栽培大豆鐵豐8號與鹽敏感大豆85-140雜交構建分離群體，將大豆苗期耐鹽基因定位到3號染色體上，進一步精細定位、圖位克隆了大豆苗期耐鹽關鍵基因GmSALT3，該基因是一個定位于內質網上的陽離子/質子交換蛋白，在大豆根中表達量最高，受鹽脅迫后表達先下調，后逐步回升。在野生和栽培大豆中共檢測到9種單倍型，其中栽培大豆中發(fā)現5種，野生大豆中發(fā)現8種，來自鐵豐8號的單倍型是野生和栽培大豆中普遍存在的耐鹽單倍型，其他單倍型都是在該類型基礎上逐步演變而來的，耐鹽單倍型在不同生態(tài)區(qū)的分布與我國鹽堿地的分布高度相關。為進一步研究該基因的作用，利用耐鹽基因緊密連鎖的分子標記進行輔助選擇，創(chuàng)制了3組近等基因系材料，發(fā)現在正常條件下成對近等基因系的株高、百粒重、單株粒重等重要產量性狀無顯著差異，未發(fā)現該基因對大豆生長有不利影響，但耐鹽基因GmSALT3可以同時降低鹽脅迫下大豆耐鹽近等基因系地上部Na+和Cl-的積累，但對二者的調控時間和方式并不相同。在濱海鹽堿地種植近等基因系材料，發(fā)現耐鹽材料產量比鹽敏感材料增加37%～50%，說明該基因對保持大豆在鹽堿地條件下的產量具有重要作用。同時也發(fā)現，耐鹽基因GmSALT3對大豆出苗期的耐鹽性無貢獻，要解決大豆全生育期耐鹽問題，必須在大豆資源中進一步發(fā)掘出苗期耐鹽性相關基因，并與苗期耐鹽基因GmSALT3進行聚合，培育耐鹽大豆新種質。

大豆疫病是大豆的重要病害之一，在世界范圍內造成嚴重經濟損失，防治該病最有效的方法是利用抗病或耐病品種，而篩選抗性資源是發(fā)掘抗性基因和抗病育種的基礎。作物種質資源中心種質資源抗病蟲評價創(chuàng)新研究組通過大量篩選抗疫病大豆資源，鑒定了4個抗性廣譜的大豆品種，分別對4個品種與感病品種雜交構建了遺傳群體，通過抗性遺傳分析，均表明抗性是由顯性單基因控制的，隨后分別對4個抗性基因進行了連鎖作圖分析，結果表明，均為新的抗疫病基因或者等位新基因。由豌豆白粉菌（Erysiphe pisi DC.）引起的豌豆白粉病是豌豆生產上的一種重要病害，極大地影響豌豆產量和品質。該研究旨在從中國豌豆資源（包括地方品種和栽培品種）及引進資源中篩選對豌豆白粉病免疫和抗病的資源，并鑒定其抗病基因。至今國內外在豌豆資源中已發(fā)現了3個豌豆抗白粉病基因（er1、er2和Er3），其中只有er1被廣泛應用。在來自云南的15個豌豆地方品種中，鑒定了1個新的等位基因er1-6，并開發(fā)了er1-6的基因功能標記SNP1121。在中國的栽培品種中鑒定了已知基因er1-2，并發(fā)現這個基因具有3個轉錄本。在引進的資源中鑒定了1個新的等位基因er1-7，并開發(fā)了其共顯性功能標記，在群體及大量的資源中得到驗證和應用。本研究將加速育種進程，對我國未來豌豆抗白粉病育種奠定了理論基礎。

谷子是起源于中國的古老農作物，具有較小的二倍體基因組、自花授粉及高繁殖系數、較小的株高和易于操作的栽培方法，以及生育周期短易于快速繁殖等特點，非常適合開展遺傳學研究。我國擁有豐富的谷子遺傳資源，作物種質資源中心谷子基因資源創(chuàng)新研究組系統介紹了谷子馴化及改良過程發(fā)生的遺傳結構、多樣性及地緣結構的變異，以及如何利用全基因組關聯分析的方法系統通量解析谷子產量、抗逆性狀基因位點。研究結果闡釋了谷子近緣野生種青狗尾草、地方品種及育成品種3個層面基因庫間的多樣性選擇瓶頸，基因漂流及生態(tài)區(qū)劃等基本科學問題，明確了谷子遺傳資源具有極強的環(huán)境適應性和生態(tài)區(qū)域分化特征。為深入鑒定利用谷子特色基因資源并應用于近緣禾谷類主栽作物新品種選育構建數據平臺。

大麥黃花葉?。˙arley yellow mosaic virus disease）是東亞和歐洲大麥栽培地區(qū)的主要病害，由大麥黃花葉病毒（BaYMV）和大麥溫性花葉病毒（BaMMV）感染導致。20世紀70～80年代該病曾在我國長江流域大面積爆發(fā)，導致部分地區(qū)小春糧食完全絕收。木石港3號是我國湖北陽新地區(qū)種植的一個地方大麥品種，1944年由日本學者Takahashi博士引入日本，20世紀80年初進入歐洲，成為日本和歐洲抗黃花葉病的主要抗源。在長達70年的時間里，該材料對亞洲和歐洲所有毒性株系具有完全抗性，是典型的廣譜持久抗性資源。通過基因圖位克隆，楊平博士從中分離了2個育種中廣泛使用的隱性抗性基因rym4/5和rym1/11，分別由真核生物翻譯起始因子（HvEIF4E）氨基酸替換和蛋白二硫鍵異構酶（HvPDIL5-1）功能丟失導致。隨后，通過解析了野生和栽培大麥種質資源中該基因的遺傳變異和抗性變異，從中鑒定出幾十個等位變異類型，證實栽培大麥馴化和地區(qū)適應過程中HvEIF4E和HvPDIL5-1具有兩種完全不同的變異模式。HvEIF4E定向選擇氨基酸替換，且沒有同義堿基突變；而HvPDIL5-1出現功能丟失類型，這兩種變異模式主要出現在大麥在東亞地區(qū)的適應過程中，與基因的生物學功能和黃花葉病地理分布高度相關。從而揭示感性基因依據基因功能選擇變異模式的進化機理，為歐洲和東亞地區(qū)大麥育種提供了切實可用的抗性資源的同時，也彰顯了種質資源基礎性工作和深入鑒定挖掘的重要性。

綠 豆 [Vigna radiate（L.）Wilczek]是 我 國 重要的食用豆類之一，在亞洲東部、南部各國普遍種植。綠豆不僅營養(yǎng)豐富，是高蛋白、中淀粉、低脂肪類食物，且具有清熱解暑、保肝明目、降糖減脂等功效。豆象是為害食用豆類的重要倉儲害蟲。在我國，豆象對綠豆損失產量約為30%～56%，再侵染甚至可導致整倉綠豆被損。傳統防治豆象的方法是通過噴施農藥和磷化鋁熏蒸，對人體健康造成危害，對環(huán)境也造成嚴重污染。由于生產上沒有抗豆象品種，抗源稀缺，因此尋找抗源、培育抗豆象品種已經成為綠豆品種選育的重要目標。作物種質資源中心食用豆類種質資源創(chuàng)新研究組對收集的國內外綠豆種質進行大量的抗豆象鑒定，篩選出1份高抗豆象種質。利用SLAF-seq技術構建了一個包含4180個SNP標記的高密度綠豆遺傳連鎖圖譜?？傔z傳距離1751.39 cM，平均標記間距0.42 cM，覆蓋綠豆11條染色體，圖譜共線性較好。利用此遺傳圖譜將抗豆象基因初步定位于第5染色體320kb區(qū)間。利用開發(fā)的分子標記進一步進行精細定位，發(fā)現一個RPK1新基因在抗、感材料中有3個SNP差異，導致編碼氨基酸的改變。分別用 dCAPS和 KASP 技術對RPK1的SNPs位點進行了驗證，與抗豆象鑒定結果基本一致。多重序列比對發(fā)現突變位點位于LRR保守結構域，亞細胞試驗發(fā)現VrRPK1定位于細胞核和細胞器中。通過對抗、感豆象近等基因系進行RNA-Seq分析并利用qRT-PCR驗證發(fā)現抗豆象材料的Rse1、RD22、NRT1等基因表達量顯著上調，LTP1表達量顯著下調，說明這些基因可能參與抗豆象代謝途徑。此研究為抗豆象分子標記輔助育種和抗豆象機理研究奠定基礎。

西北農林科技大學小麥基因組學課題組采用水培方法，對100份野生二粒小麥的耐鹽性進行了篩選，調查正常和鹽脅迫下30個性狀，發(fā)現K+/Na+及根系性狀是耐鹽篩選的重要指標，基于線性回歸模型建立了多性狀鑒定耐鹽性的技術方法，鑒定、發(fā)掘了5份強耐鹽的品系，為小麥抗鹽遺傳改良提供了重要的種質材料；對耐鹽B5和鹽敏感品系A9在正常和鹽脅迫下的轉錄組表達譜進行分析發(fā)現鹽敏感材料差異表達基因1618個，而耐鹽材料B5的差異表達基因為83個，兩者共有的差異表達基因為35個，為進一步鑒定耐鹽關鍵基因奠定了基礎；對野生二粒小麥鹽脅迫響應相關的miRNA進行了鑒定，共鑒定到了88個保守的和134個novel miRNA，其中50個miRNA在鹽脅迫下顯著差異表達，靶基因預測共預測到了1165個靶基因，選取3個保守的和4個新miRNA，對其在鹽脅迫下不同時間節(jié)點、不同鹽脅迫濃度及不同材料間的表達情況進行了驗證，發(fā)現miRNA172和miRNA394在鹽脅迫下表達顯著升高，可能與野生二粒小麥鹽脅迫響應相關；該研究利用最新的野生二粒小麥基因組信息，分析了野生二粒小麥和硬粒小麥間的同源基因，鑒定到了多個陽性選擇基因，結合重測序，為明確抗鹽基因的起源、進化及演化規(guī)律提供了重要信息。

西藏半野生小麥是中國特有的原始六倍體小麥資源，具有脆穗、強休眠性、耐土地貧瘠等特性，同時還具有運用于普通小麥育種潛力的優(yōu)良性狀。為了挖掘西藏半野生小麥的育種價值，四川農業(yè)大學小麥研究所小麥資源挖掘與利用課題組基于西藏半野生小麥Q1028與小麥品種鄭麥9023構建了含186個株系的重組自交系。結合多年田間表型數據，對該群體的種子休眠、脆穗和脫粒性、穎殼絨毛、抽穗期、開花期、株高、分蘗數、穗長、小穗數、穗密度、穗粒重、千粒重、籽粒大小以及苗期根系等性狀進行了全基因組掃描鑒定。結果表明，6個與種子休眠相關的主效QTL被穩(wěn)定檢測到，其中Qsd.sau-1B、Qsd.sau-4A1和Qsd.sau-7A在之前的研究文獻中極少被報道。3個位于2DS、2DL和 5AL的位點同時控制脆穗與脫粒性狀，位于3DS的1個主效位點獨立控制脆穗性狀。穎殼絨毛基于Hg被定位在Xsaufc2-wPt-734000所構成的3.3 cM區(qū)間內，其中Xsaufc2與Hg僅為1.6 cM。在12條染色體上檢測到45個抽穗期等相關性狀的QTL位點，每個分別能解釋4.7%～29.7%的表型變異，其中28個增效位點來源于Q1028；25個QTL在2年被檢測到，其中15個較為穩(wěn)定的QTL在3年中均被檢測到。此外，本研究還得到了源于Q1028的幾個新的QTL，例如QSd.sau-7A、QTgw.sau-2B、QSns.sau-3D等。本研究構建遺傳圖譜的分子標記和檢測到的QTL可以進一步運用于部分性狀的精細定位以及小麥育種工作之中。

中國農科院鄭州果樹研究所桃種質資源與遺傳育種創(chuàng)新團隊，長期致力于桃種質資源與新品種培育研究。基于豐富的種質資源，建立了1000余份種質較為完善的表型性狀和DNA重測序數據庫；基于重測序的分析，揭示了桃進化歷史及人類活動對果樹的影響；開展了農藝性狀的全基因組關聯分析，確定了12個重要農藝性狀的候選基因（致因突變）位點，其中花的單/重瓣、花型菱形/薔薇形、果形扁平/圓形、果皮有毛/無毛、果實非酸/酸、核仁苦/甜、果實成熟期等7個質量性狀的準確率高達90%；糖、酸和多酚組分等數量性狀的全基因組分析鑒定到103個QTLs，部分位點為首次報道；初步闡明了不同生態(tài)型的適應性分子基礎，同時發(fā)掘到與抗紫外線、花期、需冷量等相關基因；在抗性基因的發(fā)掘方面，將抗南方根結線蟲基因定位在第2條染色體的頂端位置，把抗桃蚜基因定位在第3條染色體15.4～20 .8Mb目標位置，開發(fā)了InDel-26 標記，準確率達96%以上?；谝陨涎芯?，建立了桃質量性狀的分子標記輔助育種的芯片，并運用于育種實踐。系統探討了遺傳遠緣、果實有毛/無毛與品質、低需冷量與早期豐產性及廣適性、樹體喬化/矮化與樹勢、樹相的遺傳相關性，建立了以一因多效為基礎的親本選擇選配方案，利用有性雜交、胚挽救等技術手段，培育出優(yōu)質、廣適新品種數十個。形成了類型豐富、熟期配套（花期配套）的普通桃、蟠桃、油桃、油蟠桃、觀賞桃等品種系列，有效推動了我國桃品種的更新換代。

亞麻是重要的經濟作物之一，亞麻纖維可以制成多種用途的紡織品，而亞麻籽中又富含α-亞麻酸、膳食纖維、亞麻膠及木酚素等重要的功能性成分。其中的重要成分木酚素，由于其具有顯著的抗癌及緩解一系列慢性疾病的功效而備受關注。目前，中國農業(yè)科學院麻類研究所南方經濟作物種質資源與利用團隊一方面通過雜交及EMS誘變等方法進行亞麻高木酚素資源的創(chuàng)新，另一方面通過利用核心種質進行GWAS分析，并結合RNA-seq的方法進行亞麻木酚素合成調控關鍵基因的挖掘。亞麻中的木質素是影響亞麻纖維品質最重要的因素之一，亞麻纖維中木質素含量越高纖維品質就越差。通過查閱相關文獻發(fā)現亞麻木酚素與木質素具有共同的合成前體松柏醇，兩者之間存在競爭同一合成底物的關系。因此，下一步試圖通過對木酚素和木質素合成過程中關鍵基因進行研究，期望利用過表達調控木酚素合成的關鍵基因來競爭更多的合成前體松柏醇，一方面達到提高木酚素產量的目的，另一方面實現降低木質素含量的目標。最終選育出集高木酚素、低木質素且抗倒伏的亞麻新品種。

5 種質資源的創(chuàng)新與利用

冰草屬（僅含P基因組物種）因其具有多花多粒等眾多可用于小麥改良的優(yōu)異基因，自20世紀30年代以來，許多科學家嘗試了其間的遠緣雜交，但均未成功，因而被認為“通過小麥與冰草屬間的雜交向小麥轉移優(yōu)異基因是不可能的”。作物種質資源中心小麥種質資源創(chuàng)新研究組針對如何規(guī)模化地改善小麥育種遺傳基礎狹窄關鍵因素，以國家科技支撐等計劃為依托，歷時30年，在小麥與冰草屬間遠緣雜交、異源易位系和漸滲系創(chuàng)制、外源遺傳物質分子追蹤等技術上取得突破，首次成功創(chuàng)制了一批能夠顯著拓寬小麥育種遺傳基礎，解決超高產、廣譜抗性、廣適性育種關鍵問題亟需的高穗粒數、高千粒重、抗病、抗逆新種質，并培育出新品種，實現了從技術創(chuàng)新、材料創(chuàng)新到產品創(chuàng)新的全程覆蓋。

該研究組周升輝博士開發(fā)了分析種間進化關系和遺傳變異的分析流程，確定了冰草P基因組與小麥基因組（A/B/D）間的系統發(fā)育關系，高通量鑒定了高質量的種間變異；同時，利用小麥660K SNP芯片對1個冰草屬的F1群體進行基因分型。構建了1個高密度的冰草遺傳連鎖圖譜，進而確定了P基因組與小麥染色體間的部分同源關系。結合衍生系的基因分型結果和部分同源關系有效地檢測了35個小麥-冰草衍生系，創(chuàng)建了一種新的遠緣雜交衍生系檢測方法。此研究為發(fā)掘冰草屬P基因組相關功能基因以及在小麥育種中的有效利用奠定了基礎。

6 科研素質與科學精神

董玉琛院士是我國著名的作物種質資源學家。她在我國作物種質資源領域工作60余年，不僅在小麥種質資源保護與利用研究上取得了一系列重大的學術成就，而且推動了我國作物種質資源學科的形成和發(fā)展。在學科創(chuàng)建階段，她率先提出將“原始材料”改為“品種資源”，豐富了學科內涵；推動將“原始材料室”改建為“品種資源研究室”，聚集學科人才，形成了研究團隊。在第一次全國育種工作大會上她提出我國作物種質資源的工作任務和細則，為全面開展我國作物種質資源工作明確了方向。在文化大革命時期，品種資源研究機構被取消，研究人員被下放，學科發(fā)展經歷挫折，她堅持帶領原品種資源研究室的成員，將存放在中國農業(yè)科學院內麥類資源庫中的小麥品種資源進行繁種、更新、保存和編目，有效地保持了小麥品種資源的活力，為此后我國作物種質資源的研究和利用保存了珍貴的材料。在學科恢復重建階段，她參加推動成立我國作物種質資源研究的第一個專門機構——作物品種資源研究所，參與恢復重建作物種質資源學科。在學科大發(fā)展階段，她主持建設我國作物種質資源保存體系，主持制定了全國作物種質資源繁種入庫的技術路線，完成了30余萬份作物種質資源的編目、繁種和入庫，為作物種質資源學科的持續(xù)發(fā)展提供了保障。她首次系統闡明了作物種質資源的含義、工作內容和程序等，并構建了作物種質資源的工作體系，為作物種質資源學科的進一步發(fā)展奠定了理論基礎[3]。

董玉琛院士在我國作物種質資源學科的創(chuàng)建、挫折、恢復重建等不同階段都作出了重要貢獻，是我國作物種質資源學科的奠基人之一。

7 結語

中國農業(yè)科學院博士后流動站成立于1991年，現有作物學、畜牧學等10個博士后流動站，在站博士后470余人。近年來，中國農科院逐步規(guī)范管理體制，強化制度建設，加大經費投入力度，博士后工作取得較好成績。博士后是創(chuàng)新人才中最活躍的一個群體，也是中國農業(yè)科學院高層次人才隊伍的重要組成部分。為加強博士后的培養(yǎng)工作，促進博士后學術交流，提升科研水平，中國農業(yè)科學院博士后管理委員會大力支持院屬研究所舉辦全院范圍的博士后學術論壇。作物科學研究所是全國作物種質資源的保護與利用研究的牽頭組織單位，本次受中國農科院博士后管理委員會資助，與作物科學研究所作物種質資源中心聯合舉辦，很好地結合了作物種質資源優(yōu)勢，利用了資源中心的平臺資源，與學科發(fā)展相結合，分作物、分階段為大家系統地展示種質資源研究領域的研究內容。它的成功舉辦為博士后及青年科技人員提供了一個了解種質資源歷史與前沿、開展學術交流的平臺，也為今后的博士后論壇順利進行提供了寶貴經驗[1]。

文中所引論壇匯報學者觀點已經學者本人審閱同意。

[1]王雯玥，肖永貴，楊建倉，等．主要作物遺傳育種綜述：中國農業(yè)科學院作物學博士后論壇[J]．中國種業(yè)，2017（4）：9-12

[2]尹廣鹍．水稻種子活力關鍵節(jié)點線粒體損傷的分子機理[D]．北京：中國農業(yè)科學院，2015

[3]譚光萬，劉旭．中國作物種質資源學科的奠基者：記中國農業(yè)科學院董玉琛院士[J]．植物遺傳資源學報，2017，18（2）：171-178