莫道克大学参与了由10个国家33家研究机构的70余名科学家组成的国际研究团队,成功解析了燕麦的泛基因组,识别出影响燕麦产量、植株健康及环境适应能力的关键性状。为理解这一全球遗传复杂度最高的谷物之一取得了重大突破。
莫道克大学临床技能实验室(Clinical Skills Laboratory)在澳大利亚享有盛誉,全澳各大兽医学院在此汇集知识、分享经验,并共同使用商业采购与自主研发的教学模型。当前,该领域对于技能潜力及背后的教育理念方面的需求呈快速增长态势。作为莫道克大学兽医系的学生在临床技能实验室中学习,兽医学已经不仅仅是停留在书本里,而是亲身去实践、去体验。
这项突破性研究成果发表于权威学术《自然》(Nature)期刊,为解析澳大利亚及全球燕麦的遗传多样性提供了前所未有的新视角。
这项研究由澳大利亚工程院院士、西澳作物遗传联盟主席、莫道克大学作物与食品创新研究中心研究课题负责人李承道(Chengdao Li)教授牵头,对澳大利亚本土燕麦的基因组组成进行了解析,并揭示了其适应澳大利亚独特环境的基因组调控机制。

西澳作物遗传学联盟主席
莫道克大学李承道教授
当选澳大利亚工程院院士(ATSE)
西澳作物遗传联盟(WCGA)是莫道克大学与西澳初级产业与区域发展部(DPIRD)的合作机构,该联盟在这项研究中发挥了关键作用,完成了四个燕麦基因组的测序工作,其中包括Bannister、Bilby和Williams这三个澳大利亚本土燕麦品种。燕麦因其丰富的膳食纤维、降低胆固醇的功效以及无麸质特性而广受认可。然而,燕麦的基因组包含源自3个不同祖先物种的6套染色体,这一复杂的遗传结构使其成为作物科学领域中研究人员解析难度极高的作物。
由IPK 莱布尼茨研究所研究人员牵头,研究团队对 33 个燕麦品系进行了测序与分析,这些品系既包括栽培品种,也涵盖其野生近缘种。借助先进的测序技术,团队对其中 23 个燕麦品系在六种组织类型及不同发育阶段的基因表达模式进行了系统研究,构建了燕麦的“泛转录组”(pantranscriptome),即一张全面呈现植物不同部位活跃基因分布情况的基因表达图谱。
此次研究还揭示了燕麦遗传学的几个出人意料的特征。尽管燕麦三个亚基因组中的一组发生了大量的基因丢失,但得益于其他基因拷贝能够补偿缺失的功能,燕麦植株仍能保持较高的产量。该研究团队还发现,基因组结构重排(包括倒位与易位)与环境适应性显著关联,且可能在燕麦驯化进程及种群间生殖隔离的形成中发挥关键作用。
李承道教授在一份声明中解释道:“这项研究汇聚了全球燕麦研究领域的科研力量,携手攻克了这一极具挑战性的遗传学难题,成功将燕麦从遗传学层面的 “黑箱” 转化为一份基因蓝图,为精准培育更优质健康的燕麦品种奠定基础,助力构建更可持续的食品未来。从澳大利亚本土研究视角来看,本次研究发现了燕麦适应性的特定遗传标记 —— 例如,澳大利亚燕麦中存在的 2A/2C 基因易位现象,这一发现揭示了作物如何通过自然进化适应不同的生长环境。借助这一研究成果,我们能够为澳大利亚的育种人员提供技术支撑,助力其筛选或培育出适配特定产区的优良品种,同时加快更优质、抗逆性更强的燕麦新品种的培育进程。”
西澳初级产业与区域发展部(DPIRD)广域农业系统执行主任Kaara Klepper博士表示:“已破译的燕麦泛基因组充分体现了现代基因组学研究如何通过提供新的遗传资源来推动作物育种、农业生产和人类健康领域取得重大突破,从而培育出产量更高、环境适应性更强且营养更丰富的新品种。西澳初级产业与区域发展部(DPIRD)及莫道克大学的科研人员,联合西澳作物遗传联盟,为这项全球协作研究做出重要贡献。该研究成果的本土化应用,将助力西澳种植者培育出适应气候变化的高产抗逆作物,进而提升农业系统的可持续性以及种植户的经济效益。”
关于此项突破性研究的完整实验细节及科学意义,请参见《自然》期刊原文。
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09676-7
本项研究是泛燕麦计划(PanOat Project)各研究团队通力合作的成果,该计划包含由莫道克大学与西澳初级产业与区域发展部携手组建的合作机构——西澳作物遗传联盟。该计划的澳大利亚研究分支由澳大利亚谷物研发公司(GRDC,项目编号:UMU2003-002RTX)、西澳燕麦产业合作组织、西澳初级产业与区域发展部(DPIRD)及莫道克大学联合资助,澳大利亚Pawsey 超级计算中心为本次研究提供了计算资源支持。
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