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民以食为天，食以粮为先。玉米、小麦是全球重要的粮食作物，作物增产及品质改良对保障粮食安全和农业可持续发展具有重大现实和战略意义。为发挥农业高校科技人才优势、助力全球粮食安全，山东农业大学与国际玉米小麦改良中心（简称“CIMMYT”）合作共建了“CIM鄄MYT-中国山东小麦玉米研究中心”，围绕小麦、玉米等作物共同开展科技创新、人才培养、技术推广及示范，在国际科研舞台上展现中国农业高校的积极作为。

近日，国际权威学术期刊《分子植物》（MolecularPlant）发表了山东农业大学“CIMMYT-中国山东小麦玉米研究中心”与中国农业科学院作物科学研究所的合作文章，论文系统总结了近年来小麦基因组学研究进展与田间育种应用面临的挑战，为小麦基因组学研究与育种应用提供了新思路，为培育突破性小麦新品种奠定了重要理论基础。

小麦是世界第一大口粮作物，但其产量和品质等重要农艺性状受多基因和环境互作影响，单纯依靠现有常规育种技术已经难以满足育种需要。基因组学研究为小麦育种带来了新契机，相关研究可以解析小麦的遗传信息，揭示其复杂的基因组结构和功能，同时运用基因组测序和功能基因分析，可以有效识别与抗病、抗逆、产量和品质相关的关键基因，加速分子育种进程，为小麦育种和改良奠定基础。自2018年首个普通小麦参考基因组发布以来，全球已组装了17个高质量小麦参考基因组，完成了11万份种质重测序分析，为小麦精准育种提供了潜在的新工具。   

论文第一作者Awais Rasheed教授指出，海量基因组数据在小麦育种应用中还面临众多挑战。第一，缺少多环境下精准可靠的表型数据，尤其是缺少优良品种（系）的产量、生物和非生物胁迫抗性表型数据，无法将基因组数据与表型数据准确关联。第二，论文报道多，但育种可用的分子标记少，分子标记在新品种培育中发挥的作用与期望有较大差距。第三，缺乏可靠且准确的表型预测模型，无法预测杂交组合的上位性和互作效应，因而选配组合仍然主要基于育种经验。   

结合实际育种需要，论文作者提出了三个方面的建议，一是育种家和遗传学家协作开发分子工具，合作推动分子技术的田间育种应用。二是选用目前的优异品种（系）在代表性多环境下获得可靠精确的“田间表型数据”。三是开发可应用于复杂生物性状的全基因组精确预测模型，通过减少组合数量提高育种效率。然后，通过GrainGenes等共享数据平台，推动“海量基因组资源和基因型数据”向“育种应用”转化，促进小麦品种更新换代，以应对气候变化与日益增加的健康营养需求。   

该论文为CIMMYT-中国山东小麦玉米研究中心小麦分子育种团队重要合作成果。据悉，CIMMYT-中国山东小麦玉米研究中心目前建有小麦分子育种、玉米分子育种和智慧农业3个国际合作研究团队。研究中心着力加强产学研用深度融合，构建现代种业创新体系，聚集高水平种业创新人才，加快重大新品种培育、先进技术的研发及转化利用，逐步建成以作物育种为优势、以国内外研究力量高效融合为特色的国内一流工程研究中心，进一步提升农业综合生产能力和种业国际竞争力，为民族种业自立自强、保障国家粮食安全、推进乡村全面振兴提供强力支撑。   

研究中心主任兼小麦分子育种团队首席何中虎研究员为论文通讯作者，研究中心骨干、山东农业大学农学院教授Awais Rasheed与中国农业科学院作物科学研究所刘金栋副研究员为论文共同第一作者，澳大利亚墨尔本大学Rudi Appels教授对内容评述作出了重要贡献。该研究依托小麦育种全国重点实验室、作物基因资源与育种全国重点实验室，得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。