作物的从头驯化:原理、进展及挑战——以野生植物沙米的驯化为例

马小飞; 燕霞; 钱朝菊; 朱新宇

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植物的驯化不仅对世界农业生产具有深远影响,而且显著推进了人类社会物质和精神文明的进步.随着科学技术的不断进步,植物的驯化历程逐渐缩短.尤其是近年来,传统的人工选育和近期发展起来的基因工程技术结合,使得作物从头驯化变得更加容易.从头驯化,通过基因编辑技术,不仅可以使野生物种快速改良成为可以栽培的作物,还可以有效解决作物驯化过程中由于"搭载效应"造成的有害变异积累等问题.因此,从头驯化成为现代作物驯化的主要途径.然而,从头驯化过程中仍然存在许多困难和关键问题需要解决.在此,以沙米(Agriophyl-lum squarrosum)为例,回顾从头驯化的优势和挑战,结合过去十几年沙米从头驯化的经验和教训,旨在从种群遗传学的角度解释其驯化的策略和进展.首先,通过广泛的群体基因型收集,在较大的有效群体范围内进行同质园实验,最大限度地保留其遗传多样性;其次,通过沙米的表型多样性确定驯化性状;再次,对农艺性状与种源气候因子进行关联分析,选育高品质的驯化品种;最后,通过种群动态模拟,确定沙米大规模种植的适宜地理区域,规范沙米的种植技术,制定适宜的水肥管理条件,并对沙米种质稳定性和对未来气候变化的适应性进行评判.这种策略一方面不仅可以大大缩短从头驯化的时间,还可以避免市场对转基因作物的不认可,为野生植物的从头驯化提供新的研究思路和方法;另一方面,通过对沙漠药食同源植物的从头驯化和推广,不仅可以促进我国西北荒漠区的生态恢复,还可以带动西北荒漠区的绿色经济发展,实现科技扶贫.

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来源
《南通大学学报（自然科学版）》 |2021年第2期|19-30|共12页
作者
马小飞; 燕霞; 钱朝菊; 朱新宇;
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作者单位

南通大学生命科学学院江苏南通 226019;

中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室甘肃兰州 730000;

南通大学生命科学学院江苏南通 226019;

中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室甘肃兰州 730000;

中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室甘肃兰州 730000;

南通大学生命科学学院江苏南通 226019;

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正文语种 chi
中图分类分子遗传学;
关键词
作物起源; 从头驯化; 沙米; 全基因组关联分析; 基因编辑; 可持续发展; 药食同源植物;

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