2022年2月23日，北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院與生命科學(xué)學(xué)院、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院鄧興旺實(shí)驗(yàn)室在 Current Opinion in Plant Biology上在線發(fā)表題為“From hybrid genomes to heterotic trait output: Challenges and opportunities”的綜述論文，闡述了植物雜種優(yōu)勢(shì)分子機(jī)制研究的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

雜種優(yōu)勢(shì)是生物界中普遍存在的一種遺傳現(xiàn)象，指種內(nèi)或種間遺傳背景具有差異的親本雜交產(chǎn)生的子一代（F₁）在生長(zhǎng)勢(shì)、生物量、產(chǎn)量以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性等方面優(yōu)于親本。該現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于各種農(nóng)作物產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改良發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。近年來(lái)，基因組學(xué)、群體遺傳學(xué)理論和方法的發(fā)展與結(jié)合，為植物雜種優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生的遺傳和分子機(jī)理的研究帶來(lái)了全新的機(jī)遇。很多研究借此揭示了各個(gè)物種中不同性狀雜種優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生的基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組及表觀遺傳修飾組基礎(chǔ)，并利用一系列雜交組合群體發(fā)掘了新的雜種優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)。本文對(duì)這些重要研究成果進(jìn)行回顧，討論了當(dāng)前雜種優(yōu)勢(shì)機(jī)理研究的機(jī)遇和面臨的挑戰(zhàn)。

文中從四個(gè)方面綜述了植物雜種優(yōu)勢(shì)近些年的研究進(jìn)展：（1）植物的雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象體現(xiàn)在F₁整個(gè)生活史的方方面面；（2）F₁雜合基因組是雜種優(yōu)勢(shì)形成的遺傳基礎(chǔ)；（3）F₁相較于親本的基因表達(dá)變化是連接F₁基因組和雜種優(yōu)勢(shì)表型的重要“分子橋梁”；（4）群體基因組信息是挖掘雜種優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)的有力資源。最后，文中基于新的基因組學(xué)方法對(duì)植物雜種優(yōu)勢(shì)的理論研究和應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

 

   雜種優(yōu)勢(shì)研究與利用的多組學(xué)和群體遺傳學(xué)策略

 

本文通訊作者為鄧興旺教授和何光明副研究員，第一作者為現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院博士生劉文文，何航研究員和博士生張宜林也參與了本文的寫作。本文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、蛋白質(zhì)與植物基因研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心的資助。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136952662200022X