人类首次！山东科研团队找到了关键的“70%”

◆中国的大豆对外依存度超过80%，如何让国内的大豆更高产更具抗性、更好地满足国内需求是一个亟待攻克的课题

◆栽培大豆在长期驯化和改良过程中，约有70%基因资源丢失，产生严重的遗传瓶颈效应，极大限制了栽培大豆产量提高与品质改良

◆多年生野生大豆具有遗传多样性丰富，抗病性强、耐旱、耐热、耐盐碱等优势。根据这一研究成果，人类首次获得多年生野生大豆高精度基因组图谱

15日凌晨，国际植物学领域顶尖期刊《自然—植物》在线发表了山东科研团队一重要研究成果——经过长期科研攻关，山东农业大学张大健教授团队找到了这一被视为选育大豆高产优质新品种的有效基因靶点的关键“70%”。

根据这一研究成果，人类首次获得多年生野生大豆高精度基因组图谱，首次构建多年生野生大豆泛基因组。

《自然—植物》是《自然》学术期刊系列的成员之一，是《自然》跨学科模式而推出的首个专注于植物学各领域优秀研究成果的期刊，主要发表植物学各个领域，以及有关植物与其外部世界交互影响的最有价值的研究成果，并探究植物学的前沿研究在社会和政治上的影响。

论文截图

种子是农业的“芯片”，种源安全关系国家安全。

大豆，重要的粮油、饲料兼用作物，多次写入中央一号文件。

近年来，我国大豆进口量持续增长，对外依存度超过80%，严重威胁我国粮食安全，其种质培育和改良工作迫在眉睫。

我们日常种植的栽培大豆原产中国，由祖先野生大豆长期定向选择、改良驯化而成，但在长期驯化和改良过程中，仅有少量基因资源被选择用于育种，约有70%基因资源丢失，产生严重的遗传瓶颈效应，极大限制了栽培大豆产量提高与品质改良。

野生大豆与栽培大豆

野生大豆是栽培大豆进行性状改良的重要遗传资源。大豆属于豆科，大豆属，该属分为Glycine和Soja两个亚属。

Soja亚属为一年生大豆，包括一年生野生大豆和一年生栽培大豆。前期，世界各国科研人员已经发表了多个大豆Soja亚属中代表性大豆种质资源参考基因组，并构建了高质量的基于图形结构泛基因组。

Glycine亚属为多年生大豆，包括多年生野生大豆和多年生栽培大豆。相比较一年生野生大豆，多年生野生大豆具有遗传多样性丰富，抗病性强、耐旱、耐热、耐盐碱等优势。但由于多年生野生大豆基因组庞大、重复序列多和高度杂合等特性，一直未有科研团队构建高质量染色体级别的参考基因组。

张大健教授指导学生实验

张大健教授团队在世界范围内选取了5个具有代表性的Glycine品种（分别为Glycine亚属中A、B、C、D、F基因组型代表）和1个自然形成的异源四倍体（AADD）多年生大豆进行了全基因组测序。综合利用二代、三代、Hi-C等测序技术，组装得到了染色体级别的高质量参考基因组，首次构建了Glycine泛基因组。鉴定出109,827个多年生大豆中的非冗余基因位点， 并发现其中70%的基因位点在Soja亚属中丢失，为大豆育种提供了丰富的遗传多样性基础。

多年生野生大豆基因组解析

这项成果首次构建Glycine大豆亚属基因组，是多年生野生作物资源研究的重要突破，填补了Glycine大豆亚属基因组的空白，为创制大豆高产优质新品种提供了有效的基因靶点。

“这一研究不仅解析了大豆进化历程，并且高效准确挖掘了大豆基因组的结构变异，为大豆的遗传基础解析、驯化性状调控基因挖掘及大豆种质创新提供重要的数据支撑。”国家自然科学基金杰出青年科学基金获得者、大豆遗传育种学家孔凡江说。

结合前期研究内容，针对已发掘品质和产量的重要基因，该研究团队利用分子标记辅助技术，已选育出适宜黄淮海地区种植的高产高油大豆品种，目前已参加山东省大豆区域试验，表现良好。（ 刘一颖 王桂利）