浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖,来到2022科学发布的舞台

发布时间: 2022-01-13    作者:    来源: 省科协科普部   点击率:  

本期发布人:张明方

浙江大学求是特聘教授

本期发布成果:十字花科蔬菜基因组信息解析与重要性状遗传基础

1月11日下午,省科协主办的科学发布演播室来了一位重磅嘉宾——浙江大学求是特聘教授张明方。张明方从事蔬菜遗传育种已有30年,他和团队在十字花科和葫芦科重要蔬菜作物基因组信息解析、功能基因挖掘、优异种质创制等领域获得了系列原创性成果,有力助推了我国蔬菜分子设计育种进程。

在浙江省科学技术奖励大会上,张明方团队的这项成果——“十字花科蔬菜基因组信息解析与重要性状遗传基础”,获得了浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖。

我国是世界蔬菜第一大生产国和消费国。从传统的经验选择育种,到现在我们熟悉的杂交优势育种,如今,我国的蔬菜育种正处于向分子育种的3.0时代跨越的阶段,将来也将朝着智能设计育种的4.0时代继续迈进。

有人说,一粒种子可以改变世界,而决定种子优劣的基因至关重要。可以这样说,种子是农业的“芯片”,基因是种业的“芯片”。而张明方就是这样一位运用基因组信息“改变”种子的高手。

他绘制了世界上第一张榨菜全基因图谱

丰富和深化了对榨菜的“家谱”的认识

“基因编辑”这个词以前更多出现在生物医学领域,张明方告诉我们,基因编辑可以说是农业领域的5G技术,但目前我国的基因编辑等新技术应用不够,在蔬菜上,还只是在少数作物中开展研究。

张明方团队主要围绕我省(国)两大经济价值较高蔬菜作物:十字花科芥菜类和葫芦科瓜类等蔬菜,开展相关种质创新与分子设计育种研究工作。

说到芥菜大家可能不太熟悉,但提起榨菜那可就太熟了。其实,芥菜腌制“变身”之后,就成了我们熟悉的各种腌菜,比如江浙一带的榨菜、梅干菜,贵州老干妈香辣菜等。而葫芦科瓜类蔬菜也是我们的“老朋友”,像西瓜、甜瓜、南瓜等,都是葫芦科瓜类。

张明方团队在国际上首次解析了异源四倍体榨菜高质量基因组,为芥菜(榨菜)作物功能基因组研究奠定了基因组基础。以此研究成果为主体,获得了浙江省首个蔬菜园艺领域的自然科学奖一等奖(2020年)。

如何培育更具风味的榨菜?张明方告诉大家,芥菜独特风味的秘密是芥菜富含硫代葡萄糖苷,硫苷不同组分决定了不同风味品质的形成。于是,张明方团队系统评价了芥菜群体中硫苷和芥酸的含量,采用一种新型全基因组关联分析方法,找到了控制硫苷和芥酸的遗传位点。

除了榨菜外,很多人夏天最爱的西瓜,也有张明方团队的贡献。我们都知道,果农最怕西瓜开裂,如何选育品质好、又不容易裂瓜的西瓜?这是个难题。因为裂瓜性状是一个典型的复杂性状,可不像我们想的简单用手掌压一压就可以判断,需要精准的数字化指标来量化,才能准确地找到控制裂瓜的基因。

张明方团队通过构建耐裂和易裂西瓜的遗传分离群体,找到了控制西瓜果皮硬度的基因位于第10号染色体。张明方用“血型”打了个比方,如果耐裂的西瓜是“A型”,那么不耐裂的就是“B型”,兼而有之的则是“AB型”。现在,我们测测“血型”就能育出脆甜不易裂瓜的西瓜品种。

科学词条

基因编辑×蔬菜育种

“以前我们说育种是发现变异、利用变异,那么基因编辑就是创造变异、利用变异。利用基因编辑可以精准、快速地进行突变,而且不受种子资源的限制。虽然现在我们国家基因编辑还没立法,但是这个育种技术会是未来的趋势之一,我们要做好前期的技术储备工作。”

育性“开关”基因

“我们创制了芥菜中首个细胞质雄性不育系,突破了芥菜杂种优势的技术瓶颈。在此基础上,我们创制了十字花科作物首个育性回复突变系,成功实现了十字花科蔬菜育性的人工转换。也就是说,我们可以让不育变为可育,这样我们的种子资源就不会受制于国外,打破了国外技术的垄断。”

分子设计育种

“近几年以植物(作物)基因组为代表的技术兴起,大大促进了各种分子育种到精准育种的发展。比如我们实验室,就是构建基于基因组学的高通量蔬菜精准育种技术体系,从基因组信息解析,到育种可利用基因挖掘,最后实现优质、高抗和广适应性新品种的选育。”

智能设计育种

将依托多层面生物技术与信息技术推动育种向着智能化的方向发展。



浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖,来到2022科学发布的舞台
发布时间: 2022-01-13 来源: 省科协科普部

本期发布人:张明方

浙江大学求是特聘教授

本期发布成果:十字花科蔬菜基因组信息解析与重要性状遗传基础

1月11日下午,省科协主办的科学发布演播室来了一位重磅嘉宾——浙江大学求是特聘教授张明方。张明方从事蔬菜遗传育种已有30年,他和团队在十字花科和葫芦科重要蔬菜作物基因组信息解析、功能基因挖掘、优异种质创制等领域获得了系列原创性成果,有力助推了我国蔬菜分子设计育种进程。

在浙江省科学技术奖励大会上,张明方团队的这项成果——“十字花科蔬菜基因组信息解析与重要性状遗传基础”,获得了浙江省首个蔬菜遗传育种领域的自然科学奖一等奖。

我国是世界蔬菜第一大生产国和消费国。从传统的经验选择育种,到现在我们熟悉的杂交优势育种,如今,我国的蔬菜育种正处于向分子育种的3.0时代跨越的阶段,将来也将朝着智能设计育种的4.0时代继续迈进。

有人说,一粒种子可以改变世界,而决定种子优劣的基因至关重要。可以这样说,种子是农业的“芯片”,基因是种业的“芯片”。而张明方就是这样一位运用基因组信息“改变”种子的高手。

他绘制了世界上第一张榨菜全基因图谱

丰富和深化了对榨菜的“家谱”的认识

“基因编辑”这个词以前更多出现在生物医学领域,张明方告诉我们,基因编辑可以说是农业领域的5G技术,但目前我国的基因编辑等新技术应用不够,在蔬菜上,还只是在少数作物中开展研究。

张明方团队主要围绕我省(国)两大经济价值较高蔬菜作物:十字花科芥菜类和葫芦科瓜类等蔬菜,开展相关种质创新与分子设计育种研究工作。

说到芥菜大家可能不太熟悉,但提起榨菜那可就太熟了。其实,芥菜腌制“变身”之后,就成了我们熟悉的各种腌菜,比如江浙一带的榨菜、梅干菜,贵州老干妈香辣菜等。而葫芦科瓜类蔬菜也是我们的“老朋友”,像西瓜、甜瓜、南瓜等,都是葫芦科瓜类。

张明方团队在国际上首次解析了异源四倍体榨菜高质量基因组,为芥菜(榨菜)作物功能基因组研究奠定了基因组基础。以此研究成果为主体,获得了浙江省首个蔬菜园艺领域的自然科学奖一等奖(2020年)。

如何培育更具风味的榨菜?张明方告诉大家,芥菜独特风味的秘密是芥菜富含硫代葡萄糖苷,硫苷不同组分决定了不同风味品质的形成。于是,张明方团队系统评价了芥菜群体中硫苷和芥酸的含量,采用一种新型全基因组关联分析方法,找到了控制硫苷和芥酸的遗传位点。

除了榨菜外,很多人夏天最爱的西瓜,也有张明方团队的贡献。我们都知道,果农最怕西瓜开裂,如何选育品质好、又不容易裂瓜的西瓜?这是个难题。因为裂瓜性状是一个典型的复杂性状,可不像我们想的简单用手掌压一压就可以判断,需要精准的数字化指标来量化,才能准确地找到控制裂瓜的基因。

张明方团队通过构建耐裂和易裂西瓜的遗传分离群体,找到了控制西瓜果皮硬度的基因位于第10号染色体。张明方用“血型”打了个比方,如果耐裂的西瓜是“A型”,那么不耐裂的就是“B型”,兼而有之的则是“AB型”。现在,我们测测“血型”就能育出脆甜不易裂瓜的西瓜品种。

科学词条

基因编辑×蔬菜育种

“以前我们说育种是发现变异、利用变异,那么基因编辑就是创造变异、利用变异。利用基因编辑可以精准、快速地进行突变,而且不受种子资源的限制。虽然现在我们国家基因编辑还没立法,但是这个育种技术会是未来的趋势之一,我们要做好前期的技术储备工作。”

育性“开关”基因

“我们创制了芥菜中首个细胞质雄性不育系,突破了芥菜杂种优势的技术瓶颈。在此基础上,我们创制了十字花科作物首个育性回复突变系,成功实现了十字花科蔬菜育性的人工转换。也就是说,我们可以让不育变为可育,这样我们的种子资源就不会受制于国外,打破了国外技术的垄断。”

分子设计育种

“近几年以植物(作物)基因组为代表的技术兴起,大大促进了各种分子育种到精准育种的发展。比如我们实验室,就是构建基于基因组学的高通量蔬菜精准育种技术体系,从基因组信息解析,到育种可利用基因挖掘,最后实现优质、高抗和广适应性新品种的选育。”

智能设计育种

将依托多层面生物技术与信息技术推动育种向着智能化的方向发展。