aBIOTECH | 程时锋-豌豆功能基因组与分子育种研究进展与展望

豌豆(Pisum sativum L.)是一种重要的冷季豆科作物，不仅在孟德尔遗传学的研究中扮演着重要角色，同时也是人类优质植物蛋白质来源。近年来豌豆基因组学的发展推动了豌豆基因功能的研究，并进一步促进豌豆分子育种的发展。近日，中国农业科学院深圳基因组所程时锋团队在期刊aBIOTECH发表了题为Innovations in Functional Genomics and Molecular Breeding of Pea: Exploring Advances and Opportunities 的综述，文章综述了近年来豌豆功能基因组学和育种的研究进展，并指出了未来豌豆分子育种面临的挑战。

文章首先总结了近年来豌豆基因组学的研究进展，从基于转录组的从头注释，到目前Caméor、JI128以及中豌6号参考基因组的组装注释，质量越来越高的基因组为豌豆基因功能的研究提供了必要保障。同时也总结了世界上豌豆重要种质资源的收集单位，以及一系列重要的豌豆突变体材料。其次作者将豌豆已克隆基因分为株型、共生固氮、生育期、花器官发育、果荚与种子以及抗性，共六大类。作者根据每一类表型分别回顾了已克隆基因的发现过程，以及重要已克隆基因和未克隆位点的育种应用。例如在株型中回顾了已克隆控制株高的Cry、La与Le等基因；控制叶型的St、Lath与Tl等基因；控制分枝的Rms1、Rms2与Rms3等基因；控制茎生长习性的Det与Sym28基因；控制花序发育的Veg1与Veg2基因。并且总结了重要未克隆位点的育种应用，例如控制半无叶品种产生的Af位点与茎生长习性的Deh位点，虽然目前尚未克隆，但在国内外育种中已经得到了广泛的应用，也是未来基础研究的重要方向。

图1 控制豌豆株型的已克隆基因

最后作者提出了目前豌豆育种与产业发展急需突破的问题。包括利用豌豆野生种提高栽培种的抗病能力，突破豌豆遗传转化难题从而实现基因编辑快速育种，推行更合理的耕作模式充分发挥豌豆共生固氮能力。

图2 控制豌豆花器官发育的已克隆基因

该研究得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，广东省"珠江人才计划"引进创业创新团队项目，中国农业科学院创新工程项目的资助。中国农业科学院深圳基因组所博士生陈柏志为论文第一作者，程时锋研究员为通讯作者。

引用本文：

Chen, B., Shi, Y., Sun, Y. et al. Innovations in functional genomics and molecular breeding of pea: exploring advances and opportunities. aBIOTECH (2024). https://doi.org/10.1007/s42994-023-00129-1

作者简介

程时锋，中国农业科学院深圳基因组研究所研究员，国家“万人计划”领军人才，获国家自然科学基金优秀青年基金资助，中国农业科学院“农科英才”，广东省“珠江团队”首席科学家。以Plant Trait-based phylogenomics (Evolution)、Crop Genomics-design Breeding (Agriculture) 为核心，长期从事植物系统发育进化基因组学、关键性状起源和演化分子机制、及麦类豆类作物群体遗传学及基因组设计育种等研究工作。其代表性成果以第一或通讯作者（含共同）发表在Science（2篇）、Cell、Nature Biotechnology、Plant Cell等杂志10余篇，在国际期刊上发表60余篇高质量文章，引用15000余次，多篇文章被F1000重点推荐。

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