解码草种“生命密码”！重要草种质资源鉴定项目取得阶段性进展

近日，由国家草业技术创新中心（筹）牵头，联合中国林业科学研究院生态保护与修复研究所实施的《重要草种质资源表型和基因型鉴定》项目，取得阶段性进展。为破解当前草种选育过程中存在的种质资源鉴定不准、优异基因利用不足、高通量基因分型技术缺失等关键瓶颈，项目团队成功构建“表型-基因型一体化鉴定体系”，为草种精准选育与种业高质量发展提供全链条技术支撑。

我国草类植物育种目前95%以上依赖杂交、驯化等常规手段，随着主要作物进入设计育种阶段，种质资源鉴定不准、优异基因利用不足等问题日益凸显。“草种是草业发展的‘芯片’，传统育种周期长、效率低，且性状突出的优异品种较少，已难以满足产业高质量发展需求，因此，分子设计智能化育种是必然趋势。”项目负责人，中国林业科学研究院生态保护与修复研究所副研究员、国家林业和草原局草原研究中心副主任李晓霞介绍说，项目初衷就是破解核心技术瓶颈，为草种精准选育提供全链条支撑。

种质资源是育种工作的核心素材，优质种质的挖掘是突破育种瓶颈的物质基础。研究团队启动全球范围紫花苜蓿种质资源收集工作，累计获得来自30多个国家的种质资源500余份，其中400个基因型材料已完成标准化田间种植。通过系统性表型评价，团队精准筛选出6份具有多叶、多分枝、高蛋白等优异性状的核心种质；同时依托高通量耐盐碱评价技术，成功获得26份耐碱型种质及12份强耐碱材料，为后续育种研究奠定坚实基础。

“这些优质种质资源是后续基因挖掘与育种创新的核心‘原料’，尤其是强耐碱材料，对我国盐碱地改良、生态修复及草业可持续发展具有重要实践价值。”李晓霞介绍，团队通过标准化田间与实验室试验评价，为每份种质建立了详尽的性状档案，实现了种质筛选从“广撒网”式粗放模式向“精准选”式高效模式的转变。

苜蓿种质资源圃

在获得优异核心种质的基础上，团队聚焦深度基因挖掘，持续推进技术突破。通过对100份紫花苜蓿种质进行20X全基因组重测序，结合田间产量性状实测数据开展全基因组关联分析，成功鉴定出多个与分枝数、生物量、茎叶比等关键产量性状紧密关联的SNP位点及候选基因，为解析紫花苜蓿产量遗传机制提供了重要理论依据。同时开发多个应用性强的KASP功能标记。

全基因组关联分析与KASP功能标记开发

更为关键的是，基于全球737个苜蓿核心种质的重测序数据，团队成功研发出我国首款60K高密度液相育种芯片。“这款芯片将基因型鉴定成本降低80%以上，实现了高效、精准、低成本的规模化基因分型，填补我国苜蓿分子育种工具领域的空白。”项目研发骨干刘希强博士表示，目前利用该芯片已完成850个苜蓿基因型的鉴定验证，相关技术已授权或申报多项国家/国际发明专利，颁布1项标准，具备了成熟的产业化应用基础。

苜蓿基因型鉴定 

为实现种质资源与技术成果的长效复用，团队同步搭建完成涵盖600多个紫花苜蓿基因型的专属数据库，用户可通过基因ID在线查询单核苷酸多态性、结构变异等关键遗传信息。目前，该数据库已成功获得软件著作权，为行业科研与育种工作提供了便捷的数据支撑。