基因库通过提供更能抵御病虫害和环境压力的种子或遗传物质,促进全球粮食安全,直接影响社会福祉。培育适应不断变化的环境条件并具有高营养价值的作物的能力意味着社会能够更好地应对气候变化的不利影响,保障粮食生产和农村生计。提高作物的可持续性状,如提高水分利用效率和养分利用,有助于向更可持续的农业做法过渡。需要新的技术先进的表型分析工具来最佳地实现这些遗传资源的潜力,以确定最能使我们应对当前全球挑战的植物遗传资源。
植物基因库作为专门的资源库发挥着至关重要的作用,它保存了多种植物遗传资源,并为研究人员、育种者和农民开发抗灾作物提供了必要的途径。这些基因库在全球拥有700多万个基因库,为全球粮食安全、减缓气候变化和可持续农业做出了重大贡献。这篇论文的灵感来自于2022年在荷兰瓦赫宁根(Wageningen)举行的一次国际研讨会,重点关注表型组学技术在基因库中的变革性影响,并对其在植物遗传资源保护和利用方面的潜在应用和意义提出了看法。整合了国际植物表型网络组织的2022年研讨会的讨论,强调了表型组学在不需要重大政策制定的情况下进行全球合作的潜力。研讨会优先考虑抗病和耐旱性等性状,强调根系是表型的关键器官。与会者表达了对全球合作的浓厚兴趣,强调需要在基因库和先进表型分析设施之间建立伙伴关系。研讨会的成果强调了表型组学对基因库的变革性影响,促进了创新、合作和可持续农业实践。这些结果将指导未来的试点研究,标志着将表型组学整合到基因库实践中并确保植物遗传遗产的持续繁荣的重要一步。
图1 2022年基因库表型研讨会参与者所代表的部门。CGIAR:国际农业研究协商小组。
图2 研讨会与会者提出的研究基因库表型分析的主要原因。
图3 与会者确定的表型基因库材料的最高性状(a)和作物组(b)。
图4 表型基因库材料的顶级表型技术。RGB:红色、绿色、蓝色或从普通数码相机获得的图像;透视技术:x射线等技术;3D信息:从3D图像中获得的信息,主要是通过多个镜头的普通数字图像获得的信息。
图5 研讨会与会者指出,在基因库中不同物种具有迫切表型需求的顶级器官。
Ghamkhar, K., Hay, F. R., Engbers, M., Dempewolf, H., & Schurr, U. (2024). Realizing the potential of plant genetic resources: the use of phenomics for genebanks. Plants, People, Planet, 1-10.
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王春颖
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