麻类作物特色资源的创新与利用

【作者】 粟建光； 戴志刚； 杨泽茂； 唐蜻； 谢冬微； 陈基权； 许英； 徐建堂； 张利国； 龚友才； 宋宪友； 程超华； 邓灿辉；

【机构】 中国农业科学院麻类研究所； 黑龙江省农业科学院经济作物研究所； 福建农林大学；

【摘要】 【研究背景】种质资源是农业种业创新发展的"芯片",是加快实现我国种业跨越式发展的物质基础。近年来,依托"国家麻类种质资源中期库"和"国家苎麻种质资源圃"2个国家级创新平台,在国家科技支撑计划、国家麻类产业技术体系、国家自然科学基金、农业部物种资源保护和中国农业科学院科技创新工程等的支持下,麻类资源研究实现了整体跃升,资源收集和遗传多样性拓展稳步发展,重要性状功能基因的定位和发掘取得重要进展,特色种质挖掘创制和产业化应用取得了一些原创性成果;【材料与方法】本文综述了近5年来我国麻类作物资源收集保存、鉴定创新、分发利用的成绩,重要农艺性状基因的定位和挖掘及其分子机理解析的发现,介绍了功能性叶用黄麻、强重金属吸附黄麻和药用工业大麻等特色资源的挖掘、创制和产业化创新应用现状和前景;【结果与分析】近5年,通过收集、引种和鉴定,新增麻类资源1347份,挖掘和创制优异或特色种质资源79份;利用高通量测序技术开发出黄麻311906 SNP和60000多个InDe1分子标记数据库,从分子层面全面分析了我国黄麻种质资源的遗传多样性组成;通过对300份黄麻种质苗期的耐盐性和对2个广泛栽培的黄麻品种的耐旱性进行评估,筛选出2个耐盐极端类型种质,并利用转录组测序技术,筛选出45个耐盐候选基因,发现了15个耐早基因,并分析了这些基因主要参与的代谢通路,其对黄麻耐盐和耐旱机制解析和抗逆分子育种具有重要意义;通过分析红麻转录组中的基因注释,首次从104个MYB转录因子中筛选出10个红麻R2R3-MYB转录因子基因序列,可为MYB调控红麻耐旱的分子机理提供理论依据;通过GWAS、BSA和RNAseq三种方法联合分析,筛选出了亚麻木酚素合成的候选基因Lusudp,也同时验证了Lusudp在双亚4种子发育过程中持续上调表达,为培育高木酚素亚麻新品种奠定重要基础;在发掘关键基因功能和通路的基础上解析悬铃叶苎麻无融合生殖的发生及其分子机制,为今后创制无融合生殖材料提供理论依据和思路;同时,在叶用黄麻、重金属吸附专用黄麻,低毒高CBD药用大麻等特色资源的挖掘创制与产业化应用方面取得了重要进展;【结论】精准鉴定和深度挖掘优异基因和特色资源,并解析其分子机理,对新时代的麻类产业又好又快发展意义重大,同时深入拓展麻类作物的多功能和多用途研究能更好地服务于麻类产业和区域经济发展,精准扶贫和乡村振兴。更多还原