高大禾草的栽培与综合利用研究进展 植物学报    2024, 59 (5): 847-860.   DOI: 10.11983/CBB23147

图2 北京小汤山高大禾草种质资源圃

正文中引用本图/表的段落

高产、优质、多抗牧草品种是保证我国草牧业可持续发展的基础(刘志鹏等, 2023)。我国高大禾草育种相对于其它农作物起步晚, 培育品种少, 草畜配套和技术集成程度低。Gao (2021)提出将农作物的育种方法分为杂交育种、突变育种、转基因育种和基因编辑育种4个发展阶段。目前, 绝大多数高大禾草尚处于杂交育种阶段或驯化育种阶段, 且传统育种周期长, 面临不良基因连锁、耗时长及筛选困难等问题, 极大地阻碍了优良品种的培育进程。现代分子设计育种综合了基因组学和基因编辑等生物育种技术, 耦合并优化了优良等位基因变异的分子模块, 可快速、精准和定向创制一批聚合优良重要农艺性状的新种质(王甜甜等, 2022)。然而, 高大禾草在分子设计育种领域还存在一些瓶颈问题, 如种质资源匮乏、遗传转化困难和基因组复杂不易解析, 需要深入研究解决。(1) 广泛收集高大禾草种质资源, 建设种质资源圃(图2)。在此基础上, 利用基因组学、表型组学和变异组学等多组学手段对其生态适应性、遗传多样性、产量和品质进行综合评价, 加强高大禾草重要农艺性状的生物学基础研究, 构建核心种质库, 进一步创新种质和培育新品种, 丰富高大禾草育种基因资源。 (2) 深度挖掘优良基因资源, 建立重要性状的表型或基因型数据库。在精确评价的基础上, 通过构建分离群体进行图位克隆, 并利用全基因组选择关联分析等方法对相关基因进行鉴定与分离, 提高高大禾草种质资源利用效率, 扩展遗传群体的多样性, 获得育种突破的新位点。(3) 将分子标记辅助育种和基因编辑与高通量表型、基因组选择、快速育种等技术相结合, 深入解析高大禾草遗传转化的分子机制, 同时建立分子鉴定及高通量智能评价、优异基因挖掘等技术和平台, 健全和完善高大禾草分子设计育种体系, 培育高产优质的高大禾草新品种。

本文的其它图/表

• 图1 常见高大禾草
  (A) 狼尾草属; (B) 芒; (C) 荻; (D) 芦竹; (E) 虉草; (F) 柳枝稷