重新設(shè)計與快速馴化創(chuàng)造新型作物

楊新萍，于媛，許操

重新設(shè)計與快速馴化創(chuàng)造新型作物

楊新萍1,3，于媛1,2,3，許操1,3

1. 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，植物基因組學(xué)國家重點實驗室，種子創(chuàng)新研究院，北京 100101 2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049 3. 中國科學(xué)院–英國約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心，北京 100101

作物馴化和遺傳改良對于產(chǎn)量性狀的過分追求常導(dǎo)致其抗逆性和遺傳多樣性的降低，在全球氣候變化加劇和自然災(zāi)害頻發(fā)的大背景下，該效應(yīng)使得世界糧食穩(wěn)產(chǎn)和食物安全面臨威脅，亟需創(chuàng)新育種策略。作物重新設(shè)計與快速馴化是指選用耐逆、品質(zhì)營養(yǎng)等性狀或其他目標(biāo)性狀優(yōu)異的野生或者半野生植物，綜合運用基因組學(xué)、基因編輯和合成生物學(xué)等方法，對其農(nóng)藝性狀進(jìn)行重新設(shè)計，在保持其原有優(yōu)異性狀的前提下，快速馴化獲得新型作物的全新育種策略。本文回顧了作物馴化的發(fā)展歷程及其對農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類文明的貢獻(xiàn)，著重闡述了育種策略創(chuàng)新的緊迫性，并對作物重新設(shè)計與快速馴化創(chuàng)造新型作物的可行性、最新進(jìn)展和發(fā)展前景進(jìn)行探討和展望。

作物重新設(shè)計；快速馴化；野生資源；基因編輯

農(nóng)作物的栽培與馴化是農(nóng)業(yè)文明起源的重要標(biāo)志。《周書》記載：“神農(nóng)之時，天雨粟，神農(nóng)遂耕而種之。作陶冶斤斧，為耒耜鉏蓐，以墾草莽。然后五谷興助，百果藏食”。在漫長的馴化選擇歷程中,作物逐漸失去了其野生祖先種的遺傳和生理特征，最終形成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的現(xiàn)代栽培種。……