1、基于多组学整合的优异燕麦种质资源精准鉴定与高效创制
面向燕麦育种中优质种质资源短缺的“卡脖子”问题,系统收集国内外燕麦种质资源,结合多年多点的表型调查与验证工作,筛选高产、优质、耐盐碱、耐干旱的优异燕麦种质资源。利用高通量测序技术构建种质资源的高精度基因型变异图谱,整合基因组、转录组、表型组等多组学数据,建立燕麦种质资源表型遗传多样性评价体系。在此基础上,构建燕麦全基因组预测模型,实现优异基因组合的精准预测与聚合,创制具有自主知识产权的突破性燕麦新品种,丰富我国优异燕麦骨干亲本库。
2、燕麦重要农艺性状形成的调控网络解析与演化机制研究
针对燕麦庞大而复杂的六倍体基因组,利用燕麦属超级泛基因组和群体基因组学手段,系统解析产量、品质、抗逆等重要农艺性状形成的遗传基础与调控网络。重点研究结构变异(SVs)对基因表达模式的调控作用及其在逆境响应中的关键功能,鉴定调控燕麦重要性状的关键基因与调控元件。同时,利用群体遗传学分析揭示六倍体燕麦驯化及遗传改良过程中重要性状的形成及其演化规律,阐明燕麦从野生到驯化的遗传变异规律及关键基因组进化事件,为分子设计育种提供理论支撑。
3、野生近缘种抗逆基因资源的系统挖掘与栽培燕麦育种利用
燕麦属包含约30个野生近缘种,蕴藏着丰富的优异基因资源,但由于其起源与演化历程尚未明确,严重限制了野生近缘种在提升栽培燕麦抗逆性育种改良中的有效利用。利用高质量基因组组装和比较基因组学手段,系统挖掘野生燕麦中特有的抗病、耐旱、耐盐碱、抗除草剂等抗逆基因资源。通过构建燕麦属超级泛基因组,鉴定野生燕麦来源的遗传渗入片段及新基因家族,建立野生近缘种优异基因向栽培燕麦的高效导入与聚合技术体系,定向培育抗病耐逆、气候适应性强的优异燕麦新品种。