中国农业科学 | 华南农大王晖综述作物泛基因组研究进展与展望

全球人口的持续增长和气候变化给粮食供给带来了严峻挑战，粮食安全问题因此愈发突出。为了满足不断增长的人口对粮食的需求，提升作物产量并增强其对环境的适应性已成为农业领域的重要目标。在此背景下，基因组学被视为加速作物育种进程的重要手段。通过深入挖掘和利用作物优异功能基因信息，不仅能有效提高作物产量，还能增强其抗逆性和适应性，为保障全球粮食安全和实现农业可持续发展提供有力支撑。

近期，华南农业大学生命科学学院王晖完成的题为“作物泛基因组研究进展与展望”的综述在《中国农业科学》2025年第58卷11期正式发表。

传统的单一参考基因组往往无法全面反映作物在驯化和改良过程中所累积的所有基因组变异，导致研究者对功能基因及其调控网络的认识存在局限。

基因组测序、组装技术的发展及应用

作者首先回顾了过去50年来测序与组装技术的发展历程、技术变革及其应用。

作物泛基因组研究进展

随着高通量测序技术的不断发展，基因组学研究开始迈入泛基因组学时代。通过整合多个高质量基因组，构建涵盖物种基因序列全集的泛基因组，能精准地鉴定包括单核苷酸多态性（SNPs）及结构变异（SVs）在内的多种遗传变异，全面地捕获物种在不同品种、亚种及野生亲缘种中广泛存在的遗传多样性，为系统挖掘优异功能基因提供更完善的分析框架。

泛基因组构建方法进展的时间线

泛基因组辅助作物遗传改良的策略

通过结合多组学数据（如转录组、蛋白质组、表观组等），泛基因组研究能在更精细的水平上挖掘优异功能基因，进而为分子育种提供更具针对性和准确性的基因靶标。同时，借助CRISPR-Cas9等基因编辑技术，可进一步对重要基因位点进行定向改造，剔除影响作物生长的不利性状或强化其对环境胁迫的抗性，从而为培育兼具高产、优质和抗逆特性的新一代作物品种奠定坚实基础。

本文阐述了目前泛基因组的主要构建方法及展现形式的研究进展，并系统地梳理了作物泛基因组的发展及其在育种改良中的应用，深入探讨了泛基因组在未来作物育种中面临的挑战，对如何更好地应用泛基因组进行作物遗传改良进行了讨论，为未来精准分子育种改良提供了新的思路和策略。

华南农业大学生命科学学院王晖为该文第一作者，山西大同大学丁保朋博士、广东省农业科学院水稻研究所赵均良研究员和胡海飞副研究员为共同通信作者。

该研究获得国家自然科学基金青年基金（32400512 和 32102364）、广东省自然科学基金（2024A1515011981）、广东省农业科学院青年骨干人才计划（R2023YJ-QC001）、山西省高等学校青年学术带头人（2024Q031）、广东省水稻科学技术重点实验室（2023B1212060042）的资助。

全文链接：

《作物泛基因组研究进展与展望》

引用文献：

王晖, 丁保朋, 李彧贤, 任泉如, 周海, 赵均良, 胡海飞. 作物泛基因组研究进展与展望[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2045-2061.

WANG Hui, DING BaoPeng, LI YuXian, REN QuanRu, ZHOU Hai, ZHAO JunLiang, HU HaiFei. Research Progress and Prospects on Crop Pan-Genomics[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(11): 2045-2061.