高蛋白牧草苜蓿功能基因研究取得突破——为畜牧业发展加码添“料”

　　“随着人们对奶制品和肉类需求的急剧增加，近年来我国对优质牧草的进口量逐年上升，自主培育优质高产的苜蓿势在必行，这是国家的重大需求，也是我们科研工作者的责任。”中国科学院热带植物资源可持续利用重点实验室高蛋白牧草苜蓿的功能基因研究项目第一完成人陈江华表示。自2013年以来，项目团队聚焦紫花苜蓿研究中的关键科学问题和技术瓶颈，以叶片、育性和分枝等为突破口，在苜蓿功能基因研究与分子育种领域取得突破。该成果获2023年度云南省自然科学奖一等奖。

　　紫花苜蓿是世界范围内最重要的牧草之一，素有牧草皇后之称。但其复杂基因组与多倍性、转基因效率低等因素极大地制约了相关应用研究。由多个研究单位组成的高蛋白牧草苜蓿的功能基因研究项目团队通过正向遗传学，获得了苜蓿多个叶片农艺性状改变的核心材料，克隆出这些重要的功能基因并解析其分子机制，在国际上率先提出了苜蓿复叶发育的分子调控模型，研究成果于2020年以封面论文的形式发表在植物科学领域的顶级期刊《自然植物》上。多年来，该项目团队发表多篇关于苜蓿研究的论文，核心论文累计SCI影响因子91.154，引用总计236次。

　　“在取得苜蓿基础研究相关成果的情况下，如何将这些成果转化到苜蓿的育种生产上是项目团队的攻坚方向。以分子育种的形式尝试突破，相较于传统杂交育种在缩短育种周期、提高育种效率等方面更具优势。”陈江华说，通过科研攻关，项目团队对紫花苜蓿的基因组进行测序组装，得到高质量的染色体水平参考基因组序列，并建立了一套基因组编辑体系，通过调控苜蓿小叶数目，创建了5个小叶的紫花苜蓿优良种质。这是世界范围内第一次构建了完整的单倍型染色体级别的紫花苜蓿基因组，也是首次在紫花苜蓿中实现高效的同源四倍体基因组的基因编辑操作。2021年，项目团队育成的新品种获得农业农村部的中间试验备案。“新品种具有产量高、抗病性强等特点，可在山地、林下种植，不与农田争地，未来推广后将为云南乃至我国畜牧业的发展提供有力支撑。”陈江华说。

　　“在我看来，基础研究是应用研究的基石，相关成果是买不来的，只有一步一个脚印地走下去，才可能取得成绩。”陈江华说，选择了基础研究领域，就要有“坐冷板凳”的准备。自2013年从美国回国后，陈江华与团队成员就投入苜蓿功能基因研究与分子育种中，整整7年未发表一篇研究论文，团队并没有放弃，而是在坚持中迎来了突破。（记者：季征）