江南黄三文：用大数据精准培育“你的菜”—新闻—科学网
时间：2023-10-16 14:44:23 已阅读:77次
于中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员黄三文办公室的一壁白色博璃隔绝距离上，用马克笔写着一组杂交育种模式图。这是多年前，他写下的关在 优薯规划 的创想。
杂交育种是将怙恃本杂交，造成差别的遗传多样性，再经由过程对于杂交儿女的筛选，得到具备怙恃本优质性状、且不带有怙恃本中不良性状的新种类的育种要领。土豆是依赖薯块孳生的同源四倍体物种， 优薯规划 将用二倍体自交系替换同源四倍体种类举行杂交育种，年夜幅提高育种效率。用杂交种子替换块茎孳生，把孳生系数提高1000倍，这是黄三文仍于攀缘的一座科学岑岭。 他与农业基因组研究的缘分从土豆最先，于破解黄瓜、西红柿等基因组暗码，鞭策蔬菜根蒂根基研究进入基因组时代后，土豆依旧是他最体贴的作物。 2020年5月30日，黄三文被授予天下立异抢先奖状。 咱们所做的，不是为立异而立异。咱们存眷的是，怎么应用农业科技手腕，让老黎民吃上保险康健甘旨的蔬菜。 获奖后，黄三文说。 没有苦味的黄瓜，找回儿时滋味的番茄，用种子栽培的土豆 黄三文暗示，来自中国科协的这份必定，激励着他继承领导团队，哄骗组学年夜数据，鞭策作物育种厘革。 立志从农：从见证杂交水稻高产最先 少年期间的黄三文亲眼看到，自家地里莳植的袁隆平院士培育的杂交水稻产量翻了一番。这于他的心中播下一颗农业科技立异的种子，促使他报考原北京农业年夜学，并成为一辈子与农作物打交道的 农科人 。 2000年，黄三文来到荷兰瓦赫宁根年夜学攻读玻士学位，正式最先了蔬菜份子设计育种的科研路程。 晚疫病是土豆第一年夜病害，瓦赫宁根年夜学其时开展土豆抗病基因克隆研究已经有10年，始终未取患上显著进展。 经由过程深切思索，黄三文以为掉败的主因是克隆基因的要领存于问题，提议采纳更靠得住的图位克隆法。他的导师Evert Jacobsen传授欣然采取，让他罢休去做。 没有基因组图谱，图位克隆基因就是一项异样艰难的项目。另外学生事情8小时，他天天至少事情12小时。周末是他最兴奋的时辰 各人都苏息去了，他可以不被打搅地使用试验仪器了。 颠末持久高强度的研究事情，他与英国科学家互助成立了R3a-Avr3a基因互作体系，已经成为土豆晚疫病菌研究的模式系统。 斗胆冲破：鞭策蔬菜研究进入基因组时代 卒业返国后，黄三文于中国农科院蔬菜花草研究所建立了功效基因组课题组，担当课题组长。 课题组一建立就介入了荷兰构造实行的国际土豆基因组规划。 因为土豆测序质料是杂合二倍体，基因组比力繁杂，构建其物理图谱很是坚苦。传统Sanger测序技能价格昂贵，工程进展不顺����APP，国际协作组士气低沉。 2006年，新一代测序技能NGS最先浮出水面，虽然尚无哄骗新技能对于年夜基因组举行重新测序的先例，但黄三文敏锐地意想到，新一代NGS测序技能为蔬菜基因组规划带来的时机。 与其干耗着，不如测验考试用新一代测序技能测一个新的物种 。2006年末，黄三文决议用NGS做一次测验考试，测序基因组较小的黄瓜。 两年时间，黄三文团队完成为了黄瓜基因组测序。这是国际上第一次用二代测序技能完成的年夜基因组测序事情，也是第一个蔬菜作物全基因组阐发论文，实现了新中国建立后我国园艺界于国际顶尖学术期刊上揭晓论文零的冲破。 反不雅土豆基因组规划的进展迟缓，黄三文下刻意另辟蹊径。 间接测二倍体做不了，那做单倍体行不行？ 黄三文团队接纳全基因组鸟枪法丈量以及新一代测序技能，在2009年头完成为了单倍体土豆全基因组序列图的绘制，并开端阐了然土豆自交阑珊的基因组学机理，发明了一批与块茎发育相干的基因。 这一庞大冲破，使患上国际土豆基因组规划的科学家们决议把所有资源集中于中方构造的单倍体土豆测序规划上来。 2011年7月，《天然》杂志以封面论文揭晓了单倍体土豆基因组阐发结果，被两院院士评为2011年度 世界十年夜科技进展新闻 。 黄瓜以及土豆工程堆集的乐成经验，赐与黄三文团队伟大的决定信念。 随后，黄三文鞭策了白菜、番茄、西瓜等多种蔬菜基因组测序。这鞭策我国蔬菜根蒂根基研究进入到基因组学时代，实现了从 跟跑者 到 领跑者 的脚色改变。 顶天登时：引领基因组设计育种超过 基因组比如是一张地质勘探图。对于农业育种而言，基因组可让咱们清楚地相识基因于进化历程中的选择、遗弃、变异环境，和人类于种类培育中做的起劲。 黄三文以为，从事基因组研究，终极目的是为了培育拥有自立常识产权的优质种类并运用到实践中。 假如说根蒂根基研究是 顶天 ，那末种类培育及财产开发就是 登时 。 从基因组走到种类培育的第一个作物就是黄瓜。 115份黄瓜焦点种质重测序、100多个构造的转录组测序，构建了黄瓜份子生物学研究的数据库。随后5年，团队20多小我私家，尝了18万多片黄瓜叶，终究找到了调控黄瓜苦味的11个基因。 你情愿去刻苦瓜，但你毫不情愿去刻苦的黄瓜。 华南黄瓜尚未解决苦味的问题。他与四川蔬菜所陈惠明研究员合作无懈，经由过程杂交选育那些苦味基因掉效的质料，不苦黄瓜系列种类就如许降生了。该系列种类已经于四川、湖北、江西、浙江、福建、广东等地累计推广150余万亩，创举经济效益100多亿元。 于黄三文的列表中，下一个进入份子育种的是番茄。 2014年，黄三文以及美国科学院院士Harry Klee 让消费者介入育种 ，约请170位差别春秋、性另外品尝专家对于番茄举行尝味，终极确定了33种重要风韵物资，初次阐了然番茄风韵的遗传根蒂根基。 由此，黄三文团队已经互助培育出含糖量显著提高的番茄新质料，并面向新疆喀什以及广西百色等地域踊跃开展 甘旨番茄 育种扶贫工程。 2017年，于农业屯子部的撑持下， 优薯规划 正式启动，深圳基因组所卖力根蒂根基研究，云南师范年夜学卖力育种。 2019年，他们解决了土豆自交不亲以及的难题，得到了可间接用在育种的自交亲以及的土豆新质料，裁减了自交阑珊基因。截至今朝，他们已经培育出首个观点性杂交种类- 优薯1号 ，为土豆 绿色革命 铺了路。 当土豆彻底用种子莳植时，只需2克种子就能种出一亩地的土豆，不只能防止薯块莳植易染病的问题，还能节省年夜量的地盘资源以及运力资源。 黄三文说。 协同立异：让研究结果惠及老黎民 于黄三文心中，另有一个方针，就是经由过程个性化食物来解决供需两头的精准对于接问题。 作为深圳国际食物谷的提倡者以及重要鞭策者之一，黄三文以为，协同立异是解决这一底子问题的主要路子。 黄三文说，深圳虽然没有年夜农业，但深圳拥有雄厚的信息技能实力以及蓬勃成长的生物技能财产上风。 深圳可以于现代农业上有所建树。 就像荷兰同样，没有太多的地盘，但却依赖农业科技成为世界农业强国。 黄三文以为，深圳可以自创荷兰的做法以及经验，经由过程农业科技实现冲破。 中国农业科学院与深圳市当局签署战略互助框架和谈，于深圳成立国际农业食物科学中央；基因组地点深圳启动国际食物谷设置装备摆设，纳入庞大工程撑持;深圳市菜篮子米袋子170多家龙头企业总体插手食物谷；华中农年夜、华南农年夜、中山年夜学等与基因组所互助插手食物谷 一系列协同立异举措让深圳成为农业食物科技强市的蓝图呼之欲出。 农业范畴的科研不克不及逗留于纸上，揭晓论文不是尽头而应是出发点。必然要把咱们的研究与国度需求、地域成长及老黎民的需求联合起来。 黄三文以及他的团队始终起劲着。 版权声明：凡本网注明 来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志 的所有作品，消息网转载，请于正文上方注明来历以及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。/江南