为迎接第六个“全国科技工作者日”，5月20日上午，第318期泰山科技论坛在山东省农业科学院举办，论坛主题为“表型组学与作物精准育种技术”。本期论坛由山东省科学技术协会主办，山东省作物学会、山东省农业科学院作物研究所承办。论坛通过线上线下结合方式进行，来自全国相关领域的330余名科技工作者参会。论坛由山东省作物学会副理事长刘开昌和刘成主持，学会理事长张立明研究员出席会议并致辞。

         论坛邀请中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究员和高彩霞研究员、中国农业科学院作物科学研究所肖永贵研究员、山东省农业科学院李国卫研究员、山东省农业科学院作物研究所小松田隆夫研究员分别做了《水稻高产与氮肥高效利用协同调控的分子基础》《Genome-edited powdery mildew resistance in wheat without growth penalties》《高通量作物表型鉴定技术的研究与应用》《栽培花生进化与产量性状调控机理》《小麦抗黄花叶病毒病基因图位克隆及其形成进化机制》等主题报告。

       傅向东研究员指出，20世纪60年代，以半矮化育种为标志的“绿色革命”解决了因大量施肥导致的植株倒伏和减产问题，大幅度提升水稻和小麦产量，但是，携带“绿色革命”基因的农作物中抑制植物生长的DELLA蛋白高水平积累，导致其对氮肥响应减弱和利用效率下降。为实现减少氮肥施用的同时提高作物产量这一目标，其团队提出了将水稻产量、光合作用和氮素代谢作为统一的整体共同调节氮肥利用效率思路，先后定位并克隆了控制水稻高产株型和氮肥高效利用的关键基因DEP1、调控植物氮素吸收及利用率的重要基因GRF4、赤霉素和氮素协同调控水稻分蘖的关键基因NGR5等，为突破水稻产量和氮肥利用效率瓶颈提供了新的育种思路。同时，还将GRF4-DELLA-IPS1分子模块应用到水稻育种工作中，先后培育出多个中禾优系列国审水稻品种，在减少氮肥施用的情况下实现了增产。

       高彩霞研究员介绍了基因编辑技术在植物育种方面的发展历程，课题组利用基因编辑创制抗白粉病小麦新种质的相关工作。2014年，其团队利用基因编辑技术定向突变小麦的感病基因MLO，获得了对白粉病具有广谱持久抗性的材料。但是后来发现，该小麦mlo突变体表现出白粉病抗性的同时，出现了植株变矮、早衰、产量下降等表型。在大量的基因编辑突变体中筛选到了一个既有白粉病抗性，同时生长发育正常新型突变体Tamlo-R32。经过多年努力，该团队最终解析了小麦新型Tamlo-R32突变体兼具抗病性与高产的分子机制，并利用基因组编辑技术快速获得具有抗白粉病且高产的小麦优异新品系。相比传统育种方法，基因编辑育种极大缩短了育种进程，展现出巨大的应用前景。

       肖永贵研究员主要从未来农业发展趋势、国际表型鉴定平台建设现状和小麦田间表型鉴定技术研究进展三个方面阐述表型技术的发展，随着智能算法、光学传感器、大数据处理平台的提升发展，基于田间机器人、无人机搭载平台的表型鉴定越来越向精准化、智慧化、通量化发展，逐步接近于育种家田间性状鉴定需求。报告特别提到表型鉴定机器人的应用精准性和使用价值。该团队利用高通量表型鉴定技术，在小麦上发掘动态生长势、衰老、生物量等相关性状基因13个。

       李国卫研究员讲述了花生多样性、起源、进化以及世界花生的生产现状，通过对203个代表性的花生种质资源进行表型和基因型鉴定，构建了四倍体栽培花生的遗传进化关系及种群历史；通过全基因组扫描比较确定了株型利用及种子大小等相关基因是品种改良的主要位点；挖掘并鉴定了控制花生种子大小的关键基因，揭示了调控花生产量性状的关键基因及其分子机制。为系统地开展花生优异种质基因资源的表型和基因型精准鉴定提供了技术支撑；为花生高产遗传改良提供了种质资源和基因资源；为阐明花生产量形成的分子遗传机制及高产栽培调控奠定了理论基础。

       小松田隆夫研究员指出，挖掘抗病基因、解析抗病机制是解决由小麦黄花叶病毒（WYMV）引起的小麦黄花叶病毒病的最有效且环保的方法。该病害可以引起小麦出现生长迟缓，植株矮小，黄色条纹等症状，可造成15%-48%的减产，并且该病害的发生面积仍呈急速上升趋势。为了缓解这一问题，该课题组利用美国抗病小麦品种与日本感病小麦品种杂交配置遗传群体，发现了存在于2DL和3BS染色体上的两个主效抗病位点Qym1和Qym2，前者主要作用于叶部而根部作用较小，后者主要在根中发挥作用。图位克隆到了Qym2位点上的抗病基因Ym2并对其进行了基因功能互补验证和自然等位变异分析等研究，发现该基因来源于沙融山羊草，具有较强抗性，为小麦黄花叶病毒病抗病育种提供了重要的种质资源。