記者18日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院油料作物研究所油料逆境生物學(xué)與抗性改良團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校，通過(guò)整合全球404份油菜資源，成功構(gòu)建出高準(zhǔn)確度基因組預(yù)測(cè)模型。該模型可為油菜花期、含油量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的目標(biāo)選育提供高效“精準(zhǔn)導(dǎo)航”。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國(guó)際期刊《園藝研究》。

作為全球第二大油料作物，油菜是我國(guó)重要的食用植物油來(lái)源。然而，油菜花期、含油量等關(guān)鍵農(nóng)藝性狀由上千個(gè)基因協(xié)同控制，傳統(tǒng)育種方式需種植多代，依賴肉眼篩選不僅耗時(shí)費(fèi)力，還易受環(huán)境因素干擾導(dǎo)致選擇偏差，如同在海量基因中“開(kāi)盲盒”，育種效率低下。據(jù)了解，傳統(tǒng)油菜品種培育周期長(zhǎng)達(dá)6年，難以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)優(yōu)質(zhì)品種的迫切需求。

論文通訊作者、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研究員劉佳告訴科技日?qǐng)?bào)記者，為破解這一難題，科研團(tuán)隊(duì)以全球404份油菜育種材料為研究對(duì)象，系統(tǒng)開(kāi)展基因組預(yù)測(cè)模型優(yōu)化與驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析篩選出的數(shù)量性狀位點(diǎn)及顯著遺傳變異，能大幅提升復(fù)雜性狀的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。其中，該模型對(duì)油菜開(kāi)花時(shí)間和千粒重的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率突破90%，含油量、角果長(zhǎng)度等重要性狀的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率也超過(guò)83%，為精準(zhǔn)選擇優(yōu)良性狀提供了可靠依據(jù)。

“此外，我們通過(guò)整合基因數(shù)據(jù)、人工智能算法等先進(jìn)技術(shù)，將該基因組預(yù)測(cè)模型與'快速育種技術(shù)'深度融合，實(shí)現(xiàn)了油菜'一年多代'的高效種植篩選模式?！眲⒓呀榻B，這一創(chuàng)新組合將原本6年的油菜品種培育周期縮短至4年，顯著提升了優(yōu)質(zhì)油菜品種的培育效率。同時(shí)，依托該模型培育的油菜品種可建立專屬“基因身份證”，實(shí)現(xiàn)從育種到生產(chǎn)的全流程基因追溯，為油菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了源頭保障。