以下内容转载于MPlant植物科学，作者中农小麦研究中心
2025年1月7日，中国农业大学农学院小麦研究中心联合华中农业大学、英国约翰·英纳斯中心和土耳其梅尔辛大学在Molecular Plant发表了题为Wheat2035: Integrating Pan-omics and Advanced Biotechnology for Future Wheat Design的综述论文。系统总结了小麦多组学与泛组学研究、重要性状遗传基础解析及育种改良等领域的重要研究进展，对小麦分子育种技术的创新和未来研究方向进行了展望，提出了通过整合泛组学数据与前沿生物技术，加速优异性状改良并推动小麦分子设计育种发展的战略构想。
据联合国粮食及农业组织估计，2050年全球小麦的总量需要在现有基础上再增长60%，才能满足未来人们对小麦粮食的需求。为应对人口增长、消费需求升级、气候变化以及可持续农业发展等的挑战，培育能够适应未来气候变化及栽培特点的新型高产、稳产、广适小麦新品种，对于保障全球粮食安全至关重要。本文着眼未来10年小麦育种工作的发展方向，探讨了通过整合泛组学数据与前沿生物技术加速优异性状聚合改良、推动小麦分子设计育种快速发展的战略路径，为未来小麦生产和新品种培育提供参考。
研究内容
泛组学数据的积累、高效遗传转化体系的建立以及基因组编辑技术的发展，极大推动了小麦重要农艺性状遗传基础的深入解析。文章系统梳理了小麦产量相关性状包括株型、穗粒数和粒重等关键基因及其功能；重点总结了小麦贮藏蛋白、淀粉等品质性状调控的遗传网络，并提出了功能性小麦和生物强化小麦的开发策略；针对干旱、盐胁迫及极端温度等非生物逆境的响应，从根系发育、气孔调控、离子平衡和热激蛋白等层面总结了小麦响应逆境胁迫的分子机制；围绕锈病、白粉病、赤霉病、茎基腐病和麦瘟病等主要小麦病害及抗性的遗传机制，探讨抗病基因在小麦育种中的应用。
图2 小麦高产育种的过去、现在和未来
3）大数据与生物技术的快速发展驱动小麦分子设计育种进程
高产、稳产、优质、抗病是小麦新品种培育的重要目标。未来，小麦育种的重点方向及潜在突破口包括：通过高光效和源库流协同提升产量、优质和高产协同改良、培育能够适应极端气候变化的新型小麦品种，等。为实现上述目标，需要充分挖掘和利用小麦地方品种、野生祖先种及近缘野生种等丰富的种质资源，并结合新一代育种技术，如基因组编辑、表观遗传育种、合成生物学、单倍体加倍技术、快速育种技术及人工智能辅助育种等，实现性状的精准改良和快速聚合，显著提升育种选择效率，推动小麦分子设计育种的快速发展，为小麦重大新品种培育奠定坚实的基础。
作者介绍
原文链接：
推荐阅读：
JGG｜中国科学院植物研究所焦远年团队解析小麦族基因组结构变异的演化历史
