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技术背景简介

20世纪80年代的农业生产以产量为追求目标,品质性状鉴定评价以主要营养性状为重点进行。粮食生产转向质量型、市场需求多元化趋势使作物种质资源处满足育种需求外,还要满足不断提高作物附加值的需求。近些年虽然作物种质资源品质性状鉴定评价的内容和领域有所扩宽,但缺乏整体规划,推进步伐慢。作物种质资源品质性状鉴定技术常常具有鉴定过程法索,操作技术要求严格,鉴定空间环境条件管理成本高的特点。国家在作物种植资源描述规范和数据标准的研究基础上,2007年制定了23项《多年生作物种质资源鉴定技术规程》农业行业标准,2010年以后又分3期实施了30项《无性繁殖作物优异种质资源评价规范》农业行业标准。寻求简单易行、高通量、快速的鉴定方法一直是品质性状鉴定技术发展的重要方向。

优异种质资源不仅能够拓宽因为常规雨中造成的品种遗传基础狭窄,而且对弥补现有作物品质缺陷有重要作用。国际作物种质资源评价内容针对作物的营养价值、食味或其他经济价值的鉴定和基因分析。除服务于育种工作外,品质性状鉴定与评价也以选取优良工业原料为目的。随着人民生活水平的提高,保健意识组件提升,常规品质性状研究已经不能满足人们的基本要求,作物功能成分及其生理作用的鉴定评价已经成为作物品质研究的新热点之一。作物种植资源的品质性状鉴定,具有分数多而材料保存量少的特点,设计的内容也十分广泛,现有的常规品质性状鉴定技术很难满足超大量种质资源的鉴定评价的需求。

目前依托高通量的基因分型平台,目前已经获取了300多个重要农业性状相关的定位,现在已经实现了从基因组到基因挖掘到分子育种的全线贯穿。在本研究中,科研人员成功构建了谷子全基因组序列图谱,为揭示谷子抗旱节水、丰产、耐瘠和高光合作用、效率等生理机制的研究提供了新的途径,并为高产优质、抗逆谷子新品种的培育奠定了坚实的基础。目前,通过整合几千株谷子的样本信息、种质信息(包括米质、营养)、基因型和表型数据,构建一个完善的数据库平台,实现精准的种质和品种鉴定。