深圳科學(xué)家研究成果榮登《自然·遺傳學(xué)》

　日期：2024-11-05   來(lái)源：深圳特區(qū)報(bào)

　　深圳特區(qū)報(bào)訊（記者 程思瑋 通訊員 馬昕怡）11月4日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）周永鋒團(tuán)隊(duì)提出利用人工智能進(jìn)行葡萄育種的新方法，該研究有望實(shí)現(xiàn)葡萄的精準(zhǔn)育種設(shè)計(jì)，加速葡萄品種創(chuàng)新，并為其他多年生作物育種提供方法參考。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際知名期刊《自然·遺傳學(xué)（Nature Genetics）》上。

　　周永鋒團(tuán)隊(duì)自2015年起，便開(kāi)始聚焦葡萄的設(shè)計(jì)育種工作，并于2023年發(fā)布首個(gè)葡萄端粒到端粒完整參考基因組圖譜。在此基礎(chǔ)上，周永鋒團(tuán)隊(duì)又陸續(xù)對(duì)包括野生種和栽培品種在內(nèi)的9個(gè)二倍體葡萄品種進(jìn)行測(cè)序、組裝，得到18個(gè)端粒到端粒的單倍型基因組，并整合已有的基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了目前首個(gè)最全面、最準(zhǔn)確的的葡萄泛基因組（Grapepan v1.0），總長(zhǎng)度達(dá)1.43GB，是單個(gè)參考基因組大小的近3倍。為進(jìn)一步弄清楚葡萄基因與性狀之間的關(guān)聯(lián)，周永鋒團(tuán)隊(duì)從近萬(wàn)份葡萄品種中選取了400多份有代表性的葡萄品種，連續(xù)3年對(duì)包括果穗大小、漿果中代謝物含量、漿果大小和果皮顏色等在內(nèi)的29個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，構(gòu)建了葡萄基因型圖譜和性狀圖譜。在此基礎(chǔ)上，周永鋒團(tuán)隊(duì)利用數(shù)量遺傳學(xué)分析，鑒定到148個(gè)與農(nóng)藝性狀顯著相關(guān)的位點(diǎn)，其中122個(gè)位點(diǎn)為首次發(fā)現(xiàn)。

　　此次周永鋒團(tuán)隊(duì)研究成果繪制了首個(gè)葡萄圖形泛參考基因組、基因型圖譜和農(nóng)藝性狀圖譜，提出利用人工智能進(jìn)行葡萄育種的新方法，大幅縮短育種周期，且預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高達(dá)85%，相比傳統(tǒng)方法，育種效率提高400%。目前，該研究成果已申請(qǐng)獲批國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)，已申請(qǐng)國(guó)際專利1項(xiàng)。并獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金（海外）、國(guó)家自然科學(xué)基金、中央政府引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。