循着基因组“勘探图”开掘宝藏

    【聚焦我国粮食安全与种子问题（下篇）】

    【一线讲述】

    讲述人：中国农业科学院深圳农业基因组研究所所长 黄三文

    2020年11月，农业农村部发布了“十三五”期间十项重大农业科技标志性成果，其中一项就是由我们中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合国内外优势团队主导完成的。这项名为“黄瓜番茄白菜等蔬菜基因组学研究利用国际领先”的成果，攻克了利用多组学研究作物复杂性状的重大难题，打通了从基因组到蔬菜新品种的技术通路，奠定了我国优良蔬菜品种培育的理论基础，引领了国际蔬菜育种新方向。

    基因组好比一张“地质勘探图”。对农业育种而言，基因组可以让我们清晰了解基因在进化过程中的选择、遗传和变异情况，以及人类世世代代在品种培育中所做的努力。2006年，新一代测序技术（NGS）开始浮出水面，虽然尚无利用此技术对大基因组进行从头测序的先例，但我意识到这为蔬菜育种研究带来了新的机会。

    2006年到2008年，我们率先利用NGS技术完成了黄瓜基因组测序。在前期研究基础上，我们与湖南省农科院陈惠明研究员合作，对115份黄瓜核心种质进行重测序和转录组测序，构建了黄瓜功能基因组研究的数据库。研究团队20多人亲口尝了超过18万片黄瓜叶，找到了调控黄瓜苦味的11个基因，最后通过杂交选育方式培育出“蔬研”系列不苦黄瓜品种。该系列品种已经在湖南、湖北、江西、浙江等地累计推广150余万亩，创造经济效益100多亿元。

    在番茄多组学及设计育种研究中，我们和合作伙伴创新性地让消费者参与育种，邀请170多位不同年龄、性别的消费者对番茄进行尝味，最终确定了31种主要风味物质，首次阐明了番茄风味的遗传基础，培育出风味显著提高的“美味番茄”新材料“深爱1号”“深爱2号”，目前已进入植物新品种测定阶段。

    在办公室的一面白色玻璃隔断墙上，有我用马克笔画的一组杂交育种模式图。这是我们团队正在全力攻关的“优薯计划”。“优薯计划”旨在用二倍体种子繁殖代替四倍体薯块繁殖。研究团队已利用多组学技术解决了马铃薯自交不亲和难题、解析了马铃薯自交衰退的遗传基础、培育出第一个概念性二倍体杂交种。预计在南方冬闲地，马铃薯可每年推广上亿亩，作为饲料替代相当大面积的玉米和大豆。这项技术被袁隆平院士评价为“颠覆性创新，将带来马铃薯的绿色革命”。

    从2019年开始，我倡导并推动“深圳国际食品谷”项目，希望借鉴荷兰食品谷的经验和做法，解决农业食品科研与产业“两张皮”问题，从源头创新出发推动解决种业“卡脖子”难题。在我看来，深圳是农业食品科研产业发展的理想之地，在这里，科研、人才、资本、产业几大要素聚集碰撞，为梦想的种子提供了最优渥的土壤。目前，“深圳国际食品谷”规划已获深圳市政府常务会议审议通过。下一步，我们希望依托“深圳国际食品谷”，与国内外顶尖科研产业人才共建农业食品产学研协作生态，打造世界知名的农业食品创新策源地，在科技推动农业食品产业转型升级方面先行示范，为粤港澳大湾区和国家食品安全提供重要支撑。

    （项目团队：本报记者 张胜、李慧、颜维琦、严圣禾、王斯敏）