近日，中國農業科學院作物科學研究所周美亮研究員團隊與英國南安普頓大學雜糧作物中心Mark A. Chapman教授應邀在《新植物學家（New Phytologist）》上發表了綜述性研究文章，系統概述了群體基因組學和泛基因組學方法在推動未充分利用和雜糧作物科學研究及保障未來人類食物和營養安全方面的應用前景。
據周美亮研究員介紹，世界人口的增加和環境氣候的變化，為實現2030年全球零饑餓計劃帶來嚴峻的挑戰。主要糧食作物應對氣候變化和極端環境的耐受力有限，飲食同質化造成隱性饑餓的風險增加。相對而言，未充分利用和雜糧作物通常具有獨特的營養價值和更好的環境適應能力，是未來作物改良的重要基因資源，開發潛力巨大。但是當前全球對這些作物的研究和投入極度不足，嚴重制約了其深度開發和利用。
該文章指出，相比于主要糧食作物，雜糧作物關鍵基因挖掘和基因組學信息缺乏，在一定程度上制約了其遺傳改良進程。近年來，群體基因組學和泛基因組學等基因組學技術在雜糧作物中的應用逐漸增多，在研究雜糧作物特有營養物質（如燕麥的β-葡聚糖、蕎麥的黃酮和食用豆的脂質等）合成以及獨特的抗逆性（如谷子的抗旱性等）方面發揮了推動作用。同時還對雜糧作物基因組研究的發展策略進行了展望：即在參考基因組的基礎上，通過群體基因組學和泛基因組學挖掘與雜糧作物優異農藝和品質性狀相關的候選基因，并通過分子標記輔助育種和雜交育種等手段有效地篩選和培育新的優異種質資源，為提高雜糧作物甚至主要糧食作物的抗逆水平和營養價值提供遺傳基礎。
該論文同時也建議為了應對全球人口數量逐漸增加、食物多樣化需求日益增長和極端氣候環境變化等各種不確定因素風險，各國應當更加重視雜糧作物種質資源的調查收集、遺傳多樣性保護、基因型和表型的精準鑒定以及種質資源的直接開發與利用，以確保雜糧作物作為戰略儲備基因庫能夠應對全球人口增長和氣候變化所帶來的食物安全和營養同質化的挑戰。
周美亮研究員為該論文的通訊作者，Mark A. Chapman教授為第一作者，作科所博士后何毓琦為第二作者。該研究得到了國家重點研發計劃-雙子葉雜糧高效育種技術與品種創制、國家自然科學基金等項目的支持。
文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18021
