我院精准农业创新团队在园艺研究及农林科学领域TOP期刊Horticulture Research发表研究成果

近日，我院“精准农业”创新团队邵科博士的一项研究成果“Genome-wide association study identifies the genetic basis of key agronomic traits in 207 sugar beet accessions”被园艺研究及农林科学领域TOP期刊Horticulture Research录用（中科院1区，JCR 1区TOP期刊，影响因子8.7）。该项成果是以内蒙古科学技术研究院作为第一单位，在行业权威顶刊发表的科研成果。

甜菜（Beta vulgaris）是全球主要的糖料作物之一，世界范围内约四分之一糖料来源于甜菜。近年来随着农业技术水平的不断升级，甜菜的总产量迅速增加，但存在着国产品种缺乏、国产种子丸粒化水平受限等生产问题。为克服这一局限，选育高产、高糖的甜菜品种是有效解决途径。甜菜育种的主要目标之一就是提高糖含量和生物量。该研究利用全基因组关联研究（GWAS）结合RNA-seq等技术对甜菜品种进行分析，筛选影响糖含量和生物量的相关基因，可为甜菜育种提供基础。

该团队收集了覆盖全球大部分地区的269种不同甜菜品种，利用RNA-seq数据分析构建了基因组变异图谱，该基因组变异数据集可为甜菜育种和商业应用提供宝贵的资源。通过种群结构和系统发育的研究揭示了甜菜育种的进化史，利用表型收集和分析等方法，证明了生物量与可溶性糖含量呈负相关。研究结合转录组、GWAS等技术鉴定与自然表型变异相关的snp和基因。挖掘出一组调节蔗糖生物量和糖积累参与糖代谢途径的基因，并且进一步确定了尿苷二磷酸葡萄糖-4-表异构酶是平衡糖分布和生物量的关键调节子，在调节细胞壁合成和蔗糖储存之间己糖的流动方向方面起着至关重要的作用。为甜菜高产高糖品种育种提供了新的理论依据和候选基因，同时也为突破分子育种中单糖产量的上限奠定了重要基础。

图1 207份甜菜材料的系统发育进化树

图2 利用RNA-seq实验中三个生长阶段的差异表达基因（DEG）聚类分析和主成分分析(PCA)

图3尿苷二磷酸葡萄糖-4-表异构酶调节糖分布的模型

论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae230

该成果得到了国家糖料产业技术体系、内蒙古自治区成果转化计划重点项目、内蒙古自治区科技计划项目和内蒙古自治区种业科技创新重大示范工程“揭榜挂帅”项目的支持。

“精准农业”创新团队是我院生物技术研究所的核心力量，主要聚焦农业精准感知、智能决策、精准作业等领域，在助力内蒙古在精准农业技术研发与产业应用方面取得显著突破，培育建立精准种植、培育、农产品加工与销售的农业全产业链体系，助力形成新质生产力。