12月6日，中国农业科学院公布了《2023中国农业科学重大进展》报告。该报告由中国农业科学院科技局和农业信息研究所科技情报分析与评估创新团队研制，以Web of science中2022年我国各类科研机构正式发表的农业领域高水平科学研究论文为基础，根据“前沿引领、开创卓越、重大突破”的遴选原则，经过初选、专家评审、综合遴选及公示等过程，遴选出了10项能够充分代表2022年我国农业科技前沿研究水平、取得重大突破性进展的基础科学研究成果。
其中基因组所黄三文团队的“构建首个番茄图泛基因组”、杨青团队的“首次揭示几丁质定向生物合成的结构基础”共2项研究成果入选2023中国农业科学重大进展。
构建首个番茄图泛基因组
导读：
该研究构建了首个番茄图泛基因组，绘制了迄今最完整的番茄遗传变异图谱，结合多组学关联分析，找回了“丢失的遗传力”，助力番茄基因组育种。该研究是基因组研究领域的一项里程碑，为泛基因组促进作物育种提供了新的思路。
介绍：
番茄的性状，如风味，是由遗传因素和环境因素共同决定的。育种前，需要全面评估遗传变异对遗传力的具体影响。然而，数量遗传学领域有一个重要的问题，被称为“遗传力丢失”（Missing heritability），即通过遗传标记估计的遗传力，以及通过全基因组关联分析（GWAS）发现的所有相关基因所贡献的遗传力总和，均低于实际的遗传力。找回这些“丢失的遗传力”，将有助于理解复杂性状的遗传机制，为相关的育种工作提供理论支持。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《自然（Nature）》上。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04808-9
该研究利用图泛基因组解决了遗传变异检测难题，并从遗传标记的不完全连锁，等位基因异质性和位点异质性三个方面找回“丢失的遗传力”，为解析生物复杂性状的遗传机制和番茄育种提供了新思路。
为了展示找回的遗传力在育种中的实际作用，研究人员首先对可溶性固形物含量（SSC）进行了分析，共鉴定出了2个潜在的与SSC含量高度相关的SVs，可以用于未来的分子标记辅助选择。而对影响番茄风味的33种代谢物进行分析发现，利用全部的SVs作为分子标记进行基因组选择的效果最佳。研究人员进一步精心选择出一个不超过2.1万SVs的数据集，发现如果利用该数据集设计育种芯片，GS的准确率可能超过利用全部的SNPs，该研究为基于SVs设计分子标记提供了理论支撑。
图泛基因组对育种的贡献
往期报道：
首次揭示几丁质定向生物合成的结构基础
导读：
该研究首次解析了大豆疫霉几丁质合成酶（PsChs1）的三维空间结构，从原子水平上揭示了几丁质生物合成的完整过程，并阐明了几丁质生物合成被抑制的机制。该研究为靶向几丁质合成酶的新型绿色农药精准设计奠定了基础，对绿色农药的原始创新具有重要的理论意义和应用价值。
介绍：
几丁质俗称甲壳素，广泛存在于真菌、节肢动物和软体动物等生物中，是地球上含量丰富的氨基聚糖。几丁质的生物合成，对一些生物的生存和繁殖至关重要，这些生物包括害虫、病原真菌和卵菌等。几丁质不存在于植物和哺乳动物中，因此其合成酶是高效、生态友好的农药创制的重要靶标之一。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05244-5
杨青教授团队及其合作者在国际知名学术期刊《自然（Nature）》以研究长文的形式在线发表了历时十五年完成的一项研究成果。该研究解析了大豆疫霉菌几丁质合成酶的冷冻电镜结构，首次揭示了几丁质生物合成的完整过程，并阐明了尼克霉素抑制几丁质生物合成的机制。
大豆疫霉几丁质合成酶PsChs1的三维结构
几丁质生物合成的机制
该论文是全球农药领域近年来最重要的基础研究进展之一。这一原创性工作为靶向几丁质合成的绿色农药开发提供了基础性、关键性信息，使得以几丁质合成酶为分子靶标精准开发新型绿色农药成为科学可行的方案，具有重要的理论和应用价值。
该研究也被视作农药研究领域的一个里程碑，实现了农药基础研究的突破，照亮了新型绿色农药精准设计的前景，基于此研究，未来可能创制出几十甚至上百种新农药品种，带来数十亿美元的市场。
往期报道：
编辑|排版|马昕怡
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