
“隨著人們對奶制品和肉類需求的急劇增加,近年來我國對優質牧草的進口量逐年上升,自主培育優質高產的苜蓿勢在必行,這是國家的重大需求,也是我們科研工作者的責任。”中國科學院熱帶植物資源可持續利用重點實驗室高蛋白牧草苜蓿的功能基因研究項目第一完成人陳江華表示。自2013年以來,項目團隊聚焦紫花苜蓿研究中的關鍵科學問題和技術瓶頸,以葉片、育性和分枝等為突破口,在苜蓿功能基因研究與分子育種領域取得突破。該成果獲2023年度云南省自然科學獎一等獎。
紫花苜蓿是世界范圍內最重要的牧草之一,素有牧草皇后之稱。但其復雜基因組與多倍性、轉基因效率低等因素極大地制約了相關應用研究。由多個研究單位組成的高蛋白牧草苜蓿的功能基因研究項目團隊通過正向遺傳學,獲得了苜蓿多個葉片農藝性狀改變的核心材料,克隆出這些重要的功能基因并解析其分子機制,在國際上率先提出了苜蓿復葉發育的分子調控模型,研究成果于2020年以封面論文的形式發表在植物科學領域的頂級期刊《自然植物》上。多年來,該項目團隊發表多篇關于苜蓿研究的論文,核心論文累計SCI影響因子91.154,引用總計236次。
“在取得苜?;A研究相關成果的情況下,如何將這些成果轉化到苜蓿的育種生產上是項目團隊的攻堅方向。以分子育種的形式嘗試突破,相較于傳統雜交育種在縮短育種周期、提高育種效率等方面更具優勢。”陳江華說,通過科研攻關,項目團隊對紫花苜蓿的基因組進行測序組裝,得到高質量的染色體水平參考基因組序列,并建立了一套基因組編輯體系,通過調控苜蓿小葉數目,創建了5個小葉的紫花苜蓿優良種質。這是世界范圍內第一次構建了完整的單倍型染色體級別的紫花苜?;蚪M,也是首次在紫花苜蓿中實現高效的同源四倍體基因組的基因編輯操作。2021年,項目團隊育成的新品種獲得農業農村部的中間試驗備案。“新品種具有產量高、抗病性強等特點,可在山地、林下種植,不與農田爭地,未來推廣后將為云南乃至我國畜牧業的發展提供有力支撐。”陳江華說。
“在我看來,基礎研究是應用研究的基石,相關成果是買不來的,只有一步一個腳印地走下去,才可能取得成績。”陳江華說,選擇了基礎研究領域,就要有“坐冷板凳”的準備。自2013年從美國回國后,陳江華與團隊成員就投入苜蓿功能基因研究與分子育種中,整整7年未發表一篇研究論文,團隊并沒有放棄,而是在堅持中迎來了突破。(記者 季征)