JGG | 谢鹏/谢旗团队合作综述高粱功能基因组学与分子设计育种最新研究进展

高粱(Sorghum bicolor L.) ，作为世界第五大粮食作物，起源于非洲，广泛种植于全球半干旱和半湿润地区，是一种适应盐碱、干旱和贫瘠土地的暖季C4草本植物。除了作为传统主食和酿酒原料外，高粱在用作饲料和生物燃料方面具有巨大潜力。过去十年中，高粱功能基因组学研究的突破，包括基因组数据库的丰富、数百个QTL的检测、主要基因的识别以及标记辅助育种方法的应用，为精确识别重要经济性状并解析其遗传机制提供了方向。多组学研究、基因组编辑和合成生物学等生物技术的持续创新，有助于全面解析作物复杂性状的遗传基础，加速优良品种的培育，提高农业生产效率和可持续发展能力。

近日， 中山大学谢鹏副教授团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员团队合作在Journal of Genetics and Genomics上在线发表题为“Unravelling sorghum functional genomics and molecular breeding: past achievements and future prospects”的综述论文。该综述系统总结了高粱基因组学研究进展，阐述了通过基因编辑和聚合优异等位基因来推进的高粱分子设计育种，旨在加速理想高粱品种的开发和培育进程。

该综述首先系统总结了高粱基因组组装、基因组数据库和突变体库、以及多组学资源的发展。其次阐述了高粱生长和发育过程中的关键基因和调控网络，包括驯化特征、开花和光周期、株型及产量相关性状。随后，论述了高粱环境适应性的重要基因和分子机制，以深入理解高粱如何适应干旱、盐碱、铝毒和鸟害等多种生物和非生物逆境。最后，展望高粱新品种的分子育种前景，指出多组学研究、全基因组选择、基因组编辑和合成生物学技术等新兴生物技术的持续创新，将为未来高粱智慧设计育种提供强有力的支撑。

高粱理想穗型的分子育种示意图

作者简介

中山大学农业与生物技术学院博士研究生刘方圆与中国科学院遗传与发育生物学研究所已毕业博士生Baye Wodajo为该论文共同第一作者，中山大学农业与生物技术学院谢鹏副教授(博士生导师)为通讯作者。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员对该工作给予了关键指导。相关工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研启动经费和国家重点研发计划等资助。