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国际
学术动
态
2019年10月20~23日，“第六届基因组学与作 物遗传改良国际学术会议—分子育种”在华中农业大学召开。本届会议由华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室主办，张启发院士担任大会主席，郭亮教授和李一博教授共同担任大会秘书。正式与会代表共计330人，其中国内代表289人，国外代表41人。会议收到英文会议论文摘要共计63份，其中来自国外代表的论文摘要20份，国内代表的论文摘要43份。 sem扫描电子显微镜近来功能基因组学在作物上的发展取得了重要
进展，为作物遗传改良提供了大量的、
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研究院
非常有价值的信息。会议为参会人员呈现并回顾作物基因组学和分子育种等领域的最新进展，
促进交流与合作。会议以主题报告、大会报告、墙报等形式展示作物重要性
状的分子与基因组解析的新进展、作物改良的新思
想和策略、基因组技术研究进展以及其在作物育种
中的应用。
会议邀请了斯普林格自然集团（Springer-Nature ）《分子育种》杂志（Molecular Breeding ）编委共
15人作大会报告，其编委会会议届时在会前召开。
会议学术交流时间均以大会报告的形式进行。大会报告涵盖“作物功能基因组学”、“作物生物技
术”、“作物基因工程”和“作物分子标记辅助选择育
种”等4个学术主题，就现代基因组学进展及加快作
物分子育种的应用进行交流讨论。大会报告的主要内容有“突变基因组学有助于获得小麦基因组中含有关键抗病基因的遗传难处理区域”
、“大豆驯化与多样化动态”、“生物钟在甘蓝型油菜非生物胁迫的
谱学及生理学反应中的作用”
、“根系结构的期望控制促进水稻气候适应性”、“ZmTIP1基因变异与玉
米根毛伸长和抗旱性的全基因组关联研究”
、“通过育种解决气候变化和保障澳大利亚大麦生产安全”、
“广谱抗稻瘟病水稻资源的开发利用”
、“水稻种植面积扩大过程中花时相关基因的基因组适应研究”、“土壤硫缺乏与小麦面筋制品引起的人类疾病的流行有关”、“促进作物改良的大豆基因组学研究”、“对柑桔育种驯化的认识”、“大豆适应高纬度长日照的分子机制”、“大刍草叶舌等位基因缩小植株结构提
高高密度玉米产量”、“大豆适应性的遗传和基因组分析”、“重组代谢工程提高植物组织中脂质含量”、“棉花基因组编辑的现状与展望”、“杂交水稻无融合生殖”、“构建水稻全基因组开发水稻多样性”、“利用改良的绿豆参考基因组序列鉴定与驯化和农艺性状相关的基因组区域”、“棉花多逆优质高产品种选育途径”、“绿超级稻基因组育种研究进展”、“大豆产量稳定性探讨”、“小麦生产可持续性发展相关基因”、“三倍抗性基因提高了甘蓝型油菜对根结线虫病的适应性”、“水稻非编码长RNA 对光周期敏感雄性不育的调控”、“提高同源多倍体适应性的分子机制”、“PbrPLD δ1衍生磷脂酸对梨S-RNase 信号传导的抑制作用”
以及“玉米穗长QTL 的克隆表明乙烯是控制玉米粒数的发育信号”等。与会人员对这些大会报告展开了讨论，交流了最新的科研进展和技术路线和方法。多种生物全基因组序列的获得给生命科学研究带来了巨大的挑战，其中最主要的挑战是如何确定基因组学与作物遗传改良
张美冬
(华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室，武汉430070)
1会议主题及主要报告基本内容
2本学科在国际上的进展及发展趋势张美冬：副研究员。Tel:************
E-mail ：*****************.edu
收稿日期：2019-12-02
专题述评
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国际学术动态
DNA序列的功能。“功能基因组学”的主要任务是解
析这些序列的功能及组装结构，并在此基础上揭示
各种生命现象所涉及的基因及其表达调控的机理，
最终阐明基因组的功能。“功能基因组学”是当前和
今后相当长的时期内植物生命科学研究中的核心领
域，植物功能基因组研究将大大地提升作物遗传改
良研究的水平，全面推动农业科学的发展。
水稻由于其基因组较小且与其它禾本科作物基
通信网络安全
因组存在共线性，是第一个完成全基因组测序的作
物，已成为作物功能基因组研究的模式植物。根据水
稻基因组最新注释，其基因组大小为373Mb，包含志行风格
55,986个位点，预计编码66,433个基因（MSU Rice
Genome Annotation Project Release7）。为了弄清基因
组中控制水稻重要农艺性状的功能基因，中国、日
本、韩国、美国、澳大利亚、法国、荷兰以及位于菲律
宾的国际水稻研究所等均实施开展了水稻功能基因
组研究的计划，创建了功能基因组研究的技术平台，
取得了许多重大进展，主要有以下几个方面。
第一，大型突变体库。突变体库的创建开始于上
个世纪90年代末期，利用T-DNA、转座子和反转录
转座子插入等手段创建了多个突变体库，主要包括
日本Tos17插入突变体库和韩国T-DNA插入突变
体库(RISD)。分离插入标签侧翼序列343,138条，覆
盖约70%的注释基因。
第二，基因表达谱。利用BGI/Yale60K，NSF
45K，Agilent44K以及Affymetrix57K等芯片已经获
得了大量的水稻全基因组表达谱数据。如CREP
（Collection of Rice Expression Profiles）、Rice XPro
（Rice Expression Profile Database）、RAD（Rice Array
Database）、RiceGE（Rice Functional Genomics Express
Database）等。
第三，全长cDNA文库。目前通过KOME
（Knowledge-Based Oryza Molecular Biological
Encyclopedia）和RICD（Rice indica cDNA database）
数据库可以检索的全长cDNA大约60,000条。
经济增长第四，新一代测序技术的运用。美国利用新一代
测序技术对非洲栽培稻测序绘制了该品种的基因组
图谱；对来自12个非洲国家的94个短舌野生稻品
种进行重测序分析，可以追溯非洲栽培稻的驯化历
史。
第五，代谢组学数据库。运用代谢组学的平台发
掘水稻代谢产物的多样性成为研究的前沿，两大水
稻数据库RiceCyc和OryzaCyc分别收录有1543和
2226种水稻代谢产物。
依托功能基因组研究平台，采用图位克隆、插入
突变体库及基因表达差异分析等策略，分离克隆了
一批重要功能基因。截止到2015年12月，已克隆的
水稻基因数目达2,086个（www.ricedata.
cn/gene）。
会议共邀请到了国内外知名学者23人作精彩
报告，其中13人是来自美国、日本、韩国、加拿大和
澳大利亚等国家的学者，10人是来自国内9个研究
机构的学者。
来自澳大利亚联邦科工组织（CSIRO）分子遗传
和植物抗病团队的首席科学家、澳大利亚科学院院
士Evans Lagudah博士分享了他的最新研究，即突变
基因组学有助于获得小麦基因组中含有关键抗病基
因的遗传难处理区域。该研究对小麦及其近缘野生
种的大量抗病基因进行了分类，如与一些主要的生
物营养病原体相关的，目前超过200个基因已被列
为与锈病相关，约60个为与白粉病相关。这些基因
中只有一小部分继续在全球小麦育种计划中被广泛
采用。最近关于强毒锈菌小种重新出现的报道，强调
需要继续寻新的和广泛有效的抗性，并结合基因
管理策略，阻止单个基因的部署。利用含有多重抗药
性基因的基因盒是实现更持久抗性的一种途径。寻
合适的克隆基因仍然是基因盒组成的一个重要考
虑因素。在一个具体的例子中，研究利用目前克隆的
所有植物发育阶段茎锈病抗性基因Sr13、Sr21、
Sr22、Sr33、Sr35、Sr45、Sr46、Sr50和Sr60，它们中的
大多数对至少一个或多个茎锈病小种敏感。从高麦
草（Thinopyron ponticum）中导入到普通小麦中的外
源片段中的茎锈病抗性基因对不同的病原菌小种具
有持续的抗性。这些有用的第三基因库物种的染
体片段与小麦之间缺乏同源重组是分离这些基因的
障碍。类似地，在一些原发基因库基因型中，某些基
因组区域的序列重排导致难以处理的区域，这些区
域不适合传统的基因分离方法。通过探索突变基因
组学，将目标基因中独立突变体的序列分析与植物
免疫受体的外显子组捕获结合起来，研究成功地分
离出三个不同的基因（包括两个来自Th.ponticum
3与会国内外著名学者的最新研究成果和
动向
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国际学术
动态
的Sr 基因和白粉病基因）来自遗传上难以控制的基因组区域。这些新基因增加了用于顺式基因盒的基因靶点的多样性。
来自美国达特茅斯学院生物系教授、文理学院The Patricia F.and William B.Hale 1944冠名教授Robertson McClung 博士是时间生物学领域国际知名
专家。他分享了他的最近研究成果，
即生物钟在油菜非生物胁迫转录和生理反应中的作用。植物生物钟协调新陈代谢和生理学的许多方面，包括对非生物和生物胁迫的反应。时钟正逐渐成为驯化的一个焦
点，代表着一个有吸引力的作物改良目标。
他们正在研究在拟南芥中建立的时钟模型对亲缘关系密切的
追溯调整
作物芸苔的适用性。为此，
他们利用先进的杂交重组自交系（AI-RIL ），通过数量性状位点分析来研究生物钟功能和植物表现的自然变异。他们还在转录组水平上研究应激反应的时间依赖性（门控）。自与拟
南芥分离以来，菜青虫经历了全基因组三倍化，
成为研究多倍体后果的模式。他们进行了一系列的昼夜节律和干旱胁迫时间过程实验，以分类同源基因表达模式的变化。他们开发了一种基于网络的线性模
型差分模式分析方法（DiPALM ），用以识别节奏表达
模式的变化，这种变化能够恰当地描述表达的动态
性，而不是单个时间点的丰度。
他们将DiPALM 应用于其RNAseq 数据集，并观察了同源基因阶段化过
程中全基因组的差异。在某些情况下，
完整的反相表达出现在保留的同源之间。此外，他们还发现通过差异干旱响应支持这些保留对之间的函数发散。这些数据集将被用于生成时间基因调控网络，以预测耐逆和代谢增强的目标，为未来针对作物改良的基因组编辑研究提供依据。
会议共有29人作大会报告，包括澳大利亚科学
院院士Evans Lagudah 、韩国科学技术院院士Suk-Ha Lee 在内的9个国家和地区、32个单位的330名代表参会。大会共收到国内外论文摘要63篇，汇集了国际基因组学与作物遗传改良研究的最新前沿学术成果。
大会上的29位报告人在本领域都作出了一些成果，特别邀请的校外23位学者在国际同领域有相当高的学术地位，他们分享的科研成果让与会者了解到了国际最前沿、最新的科研动态，学术报告里展
示的科研思路、技术方法等对与会人员都具有重要的指导作用和参考。会议取得圆满成功，并得到了参会人员的一致好评。
同时，该会议也对华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室牵头主持的国家重点研发计划“主要农作物分子育种”项目提供了大量的交流机会。相信通过此次交流，项目参与人员将能够更好地合作完成好项目，并取得优秀的项目研究成果，以保障全球食物供应安全。
会前举行了与施普林格·自然出版集团签署《分子育种》合作办刊仪式并召开了组织内受邀专家编委组成的编委会会议。与外方合作打造分子育种领域的一流期刊，将进一步活跃华中农业大学生物学、作物学等学科以及国家重点实验等平台的国际学术合作与交流水平，进一步提升国际声誉，推动学校“双一流”建设和特鲜明世界一流大学目标的实现，进而为提升我国国际影响力和学术话语权贡献力量。
功能基因组研究是植物生命科学的核心领域和学科前沿。由华中农业大学牵头，联合北京、上
海等全国数十家单位进行科研合作，
经过近20年的发展，我国水稻功能组研究整体水平已处于国
际领先地位，已建立起完善的水稻、
玉米等作物功能基因组学研究平台，分离克隆了一批重要性状
的功能基因，构建了分子调控网络，
为作物高产、优质、多抗品种的培育积累了基因资源。基因组技术作为农业领域的一项革命性技术，近20年来，在基因组测序和功能基因组研究的强力推动下，多个方向获得了突破。首先表现在作物基因组的快速测序和育种资源重测序的高效应用。基因组技术作为现代作物育种的核心，其突破性进展及其育种应用必将推动种业的快速发展。种子是农业产业链条上的源头与关键，
发展现代农业，种业必须先行。如何将丰硕的功能基因组研究成果高效转化成现代生物育种技术和产品，推动中国种业的转型升级，建立具有国际竞争力的商业化育种体系，培育符合市场需求的系列化绿优质品种，保障我国粮食安全、食品健康安全和农业可持续发展是今年我国相关科研工作的核心问题。
4会议取得的重要成果及评价
5我国在该领域的差距和问题
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