近日，记者从中国农业科学院作物科学研究所获悉，该所刁现民研究团队构建了黍稷（也称糜子、黍子、大黄米）第一个高质量泛基因组和遗传变异图谱，系统性解析了黍稷品种资源的群体结构、起源演化历史与基因组驯化特征。研究证实黍稷是中国单起源的作物，并通过我国西北地区传入中亚和欧洲，在分子水平上提供了有力证据。研究还发掘了139个黍稷重要农艺性状相关位点和基因，为未来黍稷分子育种和培育突破性品种提供了理论基础和技术路径。相关成果于12月1日发表在《自然·遗传学（Nature Genetics）》。
黍稷是我国最早驯化的主要作物之一，主要种植于亚洲和欧洲的半干旱地区。然而，随着水稻、小麦和玉米等主粮作物的兴起，黍稷逐渐成为非主要农作物。近年来，随着气候环境的变化以及对农业可持续性与粮食安全的关切，黍稷因其生长周期短、根系营养吸收能力强、需水量少、适应盐碱胁迫环境等特点而受到广泛关注。然而，目前仍缺乏对黍稷品种资源群体遗传结构、基因组变异、驯化和育种相关功能基因等系统性基础研究，制约了黍稷育种和产业发展。
研究团队在对来自全球的516份黍稷核心种质资源群体结构进行解析的基础上，重新组装了32份高质量基因组，系统解析了黍稷驯化和改良过程中基因组变异，并构建了首个黍稷泛基因组和迄今最为全面的高质量基因组变异图谱。通过基因组变异特征及群体遗传结构分析，明确了黍稷是中国单一起源的作物并阐明了其传播途径。研究团队在14种环境下对516份核心种质的43个重要农艺性状进行精准鉴定，批量发掘了控制重要性状的位点和候选基因，形成了一个黍稷分子育种的平台。这些成果为黍稷等禾谷类杂粮作物的基础研究和资源利用提供了重要的数据基础，也为作物种质资源挖掘和利用提供了重要的参考。
中国科学院院士钱前、中国工程院院士张献龙等专家对该成果作出了高度评价。专家认为，通过应用高质量泛基因组等前沿技术，首次从分子水平证明了黍稷是中国起源作物，并构建了黍稷的重要种质及基因资源快速挖掘平台，为进一步提高我国作物种质资源的有效利用提供了新的思路和方法，这将有助于保障国家粮食安全，提高我国农业竞争力。
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