土壤氮素短缺是限制作物生產(chǎn)的主要因子，從全基因組水平上解析作物氮高效的遺傳及分子機制，培育氮高效作物新品種，提高作物的氮素利用效率，是解決我國與世界農業(yè)的面源污染、實(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展和保護環(huán)境的關(guān)鍵。近日，中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò )信息中心高性能計算部、中科院遺傳發(fā)育研究所植物細胞與染色體工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室與魯東大學(xué)合作，運用基因組測序與生物信息學(xué)手段，在解析小麥氮素高效利用的分子機制研究中取得重要進(jìn)展。7月22日，相關(guān)研究成果以Comparative genomic and transcriptomic analyses uncover the molecular basis of high nitrogen use efficiency in the wheat cultivar Kenong 9204為題，在線(xiàn)發(fā)表在Molecular Plant上。

 

　　該研究圍繞氮高效小麥品種“科農9204”的大尺度基因組、轉錄組、表觀(guān)組及重要基因功能展開(kāi)計算挖掘，高性能計算部研究團隊基于生物信息學(xué)與高性能計算技術(shù)，研發(fā)了大尺度基因組并行組裝與注釋的算法和軟件，組裝出“科農 9204”的高質(zhì)量基因組序列，并系統地注釋分析了“科農9204”的氮吸收和代謝相關(guān)基因。與氮低效品種“京411”對比，研究鑒定出小麥響應缺氮的關(guān)鍵發(fā)育時(shí)期和相關(guān)的主要代謝途徑（圖1、2），為小麥氮高效的分子機制提供了新觀(guān)點(diǎn)，并為培育氮高效的小麥新品種提供了有價(jià)值的基因資源。

 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金創(chuàng )新研究群體項目/重大研究計劃項目、中科院戰略性先導科技專(zhuān)項、中科院“十三五”信息化專(zhuān)項課題的支持。