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华大基因的全基因组分子育种技术成果展

2015-06-17来源:华大基因微信
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“华大基因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,在基因组层面全球跟农业相关的物种有三分之二的物种在华大基因的平台上得以破译,累计完成超过20000份农业物种基因组数据获取,拥有超过80%的全球农业基因组数据。”华大基因副院长张耕耘在全基因组分子育种技术成果发布会上如是说。

在基因挖掘方面,华大基因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。现在华大农业平台的年通量超过1000个以上的基因,在分子育种方面已经可以做到2年5个世代快速获取新的品种。

全世界大概188种重要农作物,华大组织完成测序的超过130种。在基因挖掘层面,华大基因定位了250个以上农业相关的基因,在动物方向上也定位了超过50个以上的重要农业相关的位点。

图片说明:188种重要农作物,华大已经组织进行130种作物的测序。

在水稻的研究中,基本位点已经获得了确定,包括优质的等位基因为什么优异也获得了确认,相应的分子标记也已经获得。

图片说明:水稻农艺性状基因挖掘——55个水稻重要农艺性状控制基因定位,涵盖产量,品质,粒型,机收性能,抗虫和抗病。

在分子育种研究方面,华大在水稻、谷子上都获得了一系列精准改良的品系和新的正在审定的品种。典型的是谷子的叶色改良,水稻巨穗的改良,在青山羊和石斑鱼上分子标记育种也取得了很好的成效。

这是一个谷子分子育种的例子。华大快速的破译它的基因型,定位基因位点,从它的F1代开始到最后获得完整的改良植株只有12个月时间,一年可以完成6个世代的特性改良。

完成以后的结果显示,谷子的光合作用提高了,明显提高了穗子,以这个为基础一系列的不育系,长期的不育系,将来可以适应不同的生长环境。目前选育种的材料在贵州、湖南试种效果很好,包括其他一些恢复系的选育,糯性的、改良的,新的改良不育系与原来曾经用过的亲本材料配出来的新组合,实现亩产增产。

图片说明:谷子分子育种的改良

新选育的父本的恢复系的材料,可以看到明显的改良。改良后的作物具有产量高、抗除草剂、高产、抗旱、抗病的特点,产量可以提高达20%。

这是另外一个成功的案例——巨穗稻的改良。做水稻的人都知道,这是非常有价值的材料,但落粒严重,损失大概30%。华大发现一个落粒的控制基因的位点,只要把这个片断代换掉,它的落粒的基因会得到改善,将来的潜力会充分发挥出来。运用分子育种技术做这个工作,大概5到6个生长世代、两年的时间就完成了。它的基因组99%跟原来是一样的,仅仅是这样一个小片断被代换掉了,它跟原材料相比非常一致,完全保持了原来的优良性状。

      图片说明:“巨穗稻”恢复系R1128

这是参加过广东种业博览会的新品种。

在甜瓜上也是用同样的技术,进行了性状的定向定位。运用这一技术,在前期就可以进行筛选,提高效率。这一项目把皮色、肉色还有糖分进行改良,也进展飞快,两年多即可完成6个世代。

      图片说明:完成甜瓜肉色,皮色,心糖等17个重要农艺性状基因定位。

通过对资源群体的分析,定位了棉花的29个重要相关基因。

图片说明:500份棉花资源GWAS分析,完成生育期,铃重,籽指等29个棉花农艺性状基因定位

这是芝麻,定位了31个跟芝麻重要农艺性状相关的位点,对芝麻的育种有极大的价值。

图片说明:完成芝麻高密度遗传图绘制

这是华大的成功案例——青山羊高繁系的选育。青山羊是一个优质的品种,经过华大的信息分析,24个重要性状相关的位点在基因组上被定位,经过进一步的信息分析和处理,确定高繁殖力相关的44个位点。在此基础上,把青山羊的种群繁殖率从290%提高到了410%,这在全世界来说目前都是最高的。

过去,动植物常规育种的成功往往难以复制,且时间难以控制,一般被称作科学加艺术的过程。但是随着基因组的快速进步和在农业的快速运用,这个过程变成了科学加按图施工的过程。从之前的艺术变成现在时间可以控制,费用可以测算清楚,成果可以保障的工程过程。在深圳这块神奇的土地,华大基因农业方向一系列成功的案例宣告在中国动植物育种一个新的时代的大门开启了。


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[责任编辑:lianglu] 标签: 基因 华大 育种 改良 性状
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