20世纪初,随着农业科学家对种质资源重要性认识的加深,各国开始着手收集和保存种质资源。从1958年美国率先建立第一个机械控温的种质库以来,许多国家和国际性的农业研究机构先后建设了数百个种质库,以保存所收集的种质资源。据不完全统计,至20世纪初,全世界已有植物遗传资源610多万份。虽然收集、保存了数量众多的作物种质资源,但由于研究和鉴定的滞后,作物种质资源的开发和利用存在很大困难,难以满足作物育种的需要。为了更好的管理、研究和利用已收集保存的作物种质资源,1984年Frankel提出核心种质的概念,即通过一定的科学方法,从一种作物的全部收集的种质资源中选取尽量少的样本,来代表该作物全部种质资源尽可能多的遗传多样性。核心种质概念的提出为研究和利用作物种质资源提供了新的途径。至20世纪末,全世界已经在51个作物上构建了63个核心种质,我国只在小麦特殊遗传资源、一年生野生大豆和芝麻上构建了核心种质。但这些物种大多属于种质资源数量较少的,在水稻、小麦、玉米、大豆等大作物上还缺乏成功构建核心种质的经验。

1998年,我国在小麦、水稻、大豆三个大作物上正式立项建立核心种质。我国小麦核心种质的构建,由中国农业科学院作物品种资源所牵头,董玉琛带领课题组成员开展对中国普通小麦(中国小麦地方品种中普通小麦占98.4%)核心种质的构建,在此基础上进一步研究了我国普通小麦的遗传多样性。董玉琛和课题组成员先后发表了“中国普通小麦初选核心种质的产生”、“我国普通小麦核心种质的构建及遗传多样性分析”、“中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析”、“我国五十年来育成小麦品种的遗传多样性演变”等文章。据中国知网的统计,这些成果在同类文章中保持着较高的引用率。在李振声院士对董玉琛在科学上所取得的三大成就的总结中,就有“带头开展中国小麦核心种质构建及遗传多样性研究”。据李振声院士讲述:“自20世纪80年代初,董玉琛先生主持建立了我国种质资源库,其中收集小麦种质资源23000余份,为了从这样数量巨大的种质资源中挑选出数量最小,而遗传多样性最大,便于小麦育种家有效利用的‘小麦核心种质材料’,在20世纪90年代国家科技部设立了‘农作物核心种质研究项目’,其中小麦核心种质由中国农业科学院品种资源所牵头。董玉琛先生带领课题组同志完成了中国普通小麦核心种质初选工作,选出了5029份初选核心种质。在课题组同志共同努力下,利用SSR、分子标记对初选核心种质进行扫描分析,计算了材料之间遗传距离。以此为依据,确定了由1160份材料组成的‘小麦核心种质’和由263份材料组成的‘小麦微核心种质’,前者以5%的材料代表了全部材料遗传多样性的90.1%;后者,以1%的材料代表了全部材料遗传多样性的74.8%。这样小麦育种家就可以利用小麦核心种质或微核心种质作为亲本材料进行杂交育种工作,使小麦种质资源真正有效地为小麦育种服务,为我国粮食安全多做贡献。”

在庄巧生院士评价董玉琛在与小麦有关的种质资源研究上所取得的三大成就中也包括“带头开展中国小麦核心种质构建及遗传多样性研究”。庄巧生院士指出“为了深入鉴定和利用数量庞大的中国小麦种质资源,董玉琛和课题组成员一起,利用23000余份材料的编目数据、结合品种在生产和育种中的贡献大小,建立了由5029份材料组成的初选核心种质,利用SSR分子标记分析了初选核心种质之间的遗传距离,构建了中国小麦核心种质和微核心种质,前者以5%的材料代表全部材料遗传多样性的90.1%,后者以1%的材料代表全部材料遗传多样性的74.8%。这一结果达到国际标准。由231份材料构成的微核心种质已交小麦遗传育种家鉴定利用。在这项工作中,同时明确了中国小麦遗传多样性中心在河南西部和四川盆地。从我国十大麦区来看,地方品种的遗传丰富度以黄淮冬麦区最高,西南冬麦区次之;育成品种则以黄淮冬麦区为最高,北部冬麦区次之。在小麦3个基因组的遗传多样性上,地方品种与育成品种也不相同,而育成品种与国外品种相同,为B组>A组>D组,地方品种是B组>D组>A组,说明中国小麦中D组的变异丰富,值得注意。”

我国普通小麦核心种质的建立与研究

日期:2017-12-25

20世纪初,随着农业科学家对种质资源重要性认识的加深,各国开始着手收集和保存种质资源。从1958年美国率先建立第一个机械控温的种质库以来,许多国家和国际性的农业研究机构先后建设了数百个种质库,以保存所收集的种质资源。据不完全统计,至20世纪初,全世界已有植物遗传资源610多万份。虽然收集、保存了数量众多的作物种质资源,但由于研究和鉴定的滞后,作物种质资源的开发和利用存在很大困难,难以满足作物育种的需要。为了更好的管理、研究和利用已收集保存的作物种质资源,1984年Frankel提出核心种质的概念,即通过一定的科学方法,从一种作物的全部收集的种质资源中选取尽量少的样本,来代表该作物全部种质资源尽可能多的遗传多样性。核心种质概念的提出为研究和利用作物种质资源提供了新的途径。至20世纪末,全世界已经在51个作物上构建了63个核心种质,我国只在小麦特殊遗传资源、一年生野生大豆和芝麻上构建了核心种质。但这些物种大多属于种质资源数量较少的,在水稻、小麦、玉米、大豆等大作物上还缺乏成功构建核心种质的经验。

1998年,我国在小麦、水稻、大豆三个大作物上正式立项建立核心种质。我国小麦核心种质的构建,由中国农业科学院作物品种资源所牵头,董玉琛带领课题组成员开展对中国普通小麦(中国小麦地方品种中普通小麦占98.4%)核心种质的构建,在此基础上进一步研究了我国普通小麦的遗传多样性。董玉琛和课题组成员先后发表了“中国普通小麦初选核心种质的产生”、“我国普通小麦核心种质的构建及遗传多样性分析”、“中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析”、“我国五十年来育成小麦品种的遗传多样性演变”等文章。据中国知网的统计,这些成果在同类文章中保持着较高的引用率。在李振声院士对董玉琛在科学上所取得的三大成就的总结中,就有“带头开展中国小麦核心种质构建及遗传多样性研究”。据李振声院士讲述:“自20世纪80年代初,董玉琛先生主持建立了我国种质资源库,其中收集小麦种质资源23000余份,为了从这样数量巨大的种质资源中挑选出数量最小,而遗传多样性最大,便于小麦育种家有效利用的‘小麦核心种质材料’,在20世纪90年代国家科技部设立了‘农作物核心种质研究项目’,其中小麦核心种质由中国农业科学院品种资源所牵头。董玉琛先生带领课题组同志完成了中国普通小麦核心种质初选工作,选出了5029份初选核心种质。在课题组同志共同努力下,利用SSR、分子标记对初选核心种质进行扫描分析,计算了材料之间遗传距离。以此为依据,确定了由1160份材料组成的‘小麦核心种质’和由263份材料组成的‘小麦微核心种质’,前者以5%的材料代表了全部材料遗传多样性的90.1%;后者,以1%的材料代表了全部材料遗传多样性的74.8%。这样小麦育种家就可以利用小麦核心种质或微核心种质作为亲本材料进行杂交育种工作,使小麦种质资源真正有效地为小麦育种服务,为我国粮食安全多做贡献。”

在庄巧生院士评价董玉琛在与小麦有关的种质资源研究上所取得的三大成就中也包括“带头开展中国小麦核心种质构建及遗传多样性研究”。庄巧生院士指出“为了深入鉴定和利用数量庞大的中国小麦种质资源,董玉琛和课题组成员一起,利用23000余份材料的编目数据、结合品种在生产和育种中的贡献大小,建立了由5029份材料组成的初选核心种质,利用SSR分子标记分析了初选核心种质之间的遗传距离,构建了中国小麦核心种质和微核心种质,前者以5%的材料代表全部材料遗传多样性的90.1%,后者以1%的材料代表全部材料遗传多样性的74.8%。这一结果达到国际标准。由231份材料构成的微核心种质已交小麦遗传育种家鉴定利用。在这项工作中,同时明确了中国小麦遗传多样性中心在河南西部和四川盆地。从我国十大麦区来看,地方品种的遗传丰富度以黄淮冬麦区最高,西南冬麦区次之;育成品种则以黄淮冬麦区为最高,北部冬麦区次之。在小麦3个基因组的遗传多样性上,地方品种与育成品种也不相同,而育成品种与国外品种相同,为B组>A组>D组,地方品种是B组>D组>A组,说明中国小麦中D组的变异丰富,值得注意。”