中國農業科學院作物科學研究所周美亮研究員團隊聯合國內外科研力量，成功解析了苦蕎高海拔適應性和籽粒產量形成的遺傳基礎，從野生苦蕎中找回了栽培蕎麥中丟失的高原適應性基因，並將其與地方品種中的大粒高產優異變異聚合，創制出兼具高海拔適應性和大粒高產特性的苦蕎新種質。相關研究成果11日發表於國際期刊《細胞》。

論文通訊作者周美亮表示，長期以來，高海拔地方品種雖然耐寒、耐強紫外線，卻普遍籽粒偏小、產量較低，而低海拔地區培育的大粒高產品種，進入高原后又容易出現結實不良。如何兼顧環境適應性與產量，成為苦蕎育種必須突破的關鍵難題。

過去10余年，周美亮團隊持續深入我國中西部及喜馬拉雅地區，開展野生蕎麥資源調查，累計收集喜馬拉雅地區野生材料2000余份，摸清了我國野生蕎麥資源的分布格局。在開展資源保護的同時，團隊持續推進優異種質創新利用和新品種選育，培育出廣適、高產、穩產的苦蕎新品種“中苦3號”。

為了更全面地發掘這些資源中蘊藏的優異變異，研究團隊以“中苦3號”在內的16份代表性材料為基礎構建了苦蕎泛基因組，並匯集來自15個國家和地區的994份種質資源，繪制高分辨率變異圖譜。沿著這些遺傳變異線索，研究團隊找到了苦蕎適應高原的關鍵基因——野生苦蕎特異基因FtRNH，以及調控籽粒大小的FtPLATZ基因座。

“通過雜交、回交和分子標記輔助選擇，我們將野生資源中的FtRNH優異單倍型、地方品種中的大粒FtPLATZ3單倍型以及更多FtPLATZ基因拷貝，精准聚合到同一遺傳背景中，創制出兼具高海拔適應性和大粒高產特性的苦蕎新種質，在高海拔條件下較對照品種增產約25%。”周美亮說。

該研究完成了從基因組資源構建、關鍵基因發現和分子機制解析，到優異變異聚合與田間育種驗証的完整閉環，把藏在野生苦蕎中的遺傳資源，真正轉化為可供育種利用的新種質。周美亮表示，該研究為破解作物改良中“環境適應性與產量難以兼得”的難題提供了新思路，也為利用野生種質資源改良其他面臨極端環境脅迫的作物提供了重要參考。（記者馬愛平）