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小麥（Triticum aestivum L.）作為全球最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量穩(wěn)定性直接關系到全球糧食系統(tǒng)的韌性。近年來小麥產(chǎn)量增益速度顯著放緩，生物與非生物逆境脅迫不斷加劇，現(xiàn)有育種資源難以滿足小麥育種對高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)與抗逆性日益增長的需求，亟需引入新的、突破性的優(yōu)異基因源，拓寬小麥的遺傳基礎以實現(xiàn)持續(xù)改良。黑麥（Secale cereale L.）作為小麥的近緣屬，具有豐富的遺傳變異和強大的環(huán)境適應能力，尤其在生物和非生物脅迫耐受及根系結構優(yōu)化等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。代表性的小麥-黑麥T1RS·1BL易位系已在全球范圍內(nèi)廣泛應用于小麥育種，成為小麥遠緣雜交育種的典范。

近日，best365英國體育在線安調(diào)過研究員團隊聯(lián)合崖州灣國家實驗室李立會研究員應邀在Cell Press旗下權威期刊《Trends in Biotechnology》發(fā)表了題為“Advancing wheat breeding using rye: a key contribution to wheat breeding history”的綜述論文，系統(tǒng)梳理了黑麥在小麥育種中的歷史貢獻，并展望其在未來小麥育種中的應用潛力。

該論文聚焦于現(xiàn)代生物技術、多維組學數(shù)據(jù)和人工智能等在釋放黑麥遺傳潛力方面的關鍵作用，以有力推動小麥遺傳改良。主要內(nèi)容包括：（1）回顧了黑麥及小黑麥在小麥育種中的歷史貢獻，重點介紹了T1RS·1BL易位系在全球范圍內(nèi)的廣泛應用及其在病蟲害抗性、產(chǎn)量提升與逆境適應性方面的作用；（2）總結了小麥背景中源于黑麥的優(yōu)異性狀及其遺傳基礎，主要涵蓋其在提升小麥病蟲害抗性、非生物脅迫耐受性及產(chǎn)量相關性狀方面的優(yōu)異基因資源；（3）評述了黑麥參考基因組對優(yōu)異基因挖掘與分子機制解析的支撐作用，強調(diào)多組學數(shù)據(jù)整合在推動功能基因?qū)W研究中的潛力；（4）介紹了染色體工程、快速基因克隆與基因組編輯等關鍵技術在黑麥優(yōu)異基因精準導入與高效利用中的應用；（5）探討了人工智能育種在黑麥基因功能預測與小麥精準育種設計中的應用前景，展望了構建多維數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化育種體系；（6）提出了全球黑麥資源協(xié)同共享的策略與路徑，倡議建立國際黑麥泛基因組計劃，促進黑麥遺傳資源的系統(tǒng)挖掘與不同生態(tài)區(qū)域的育種應用。

best365英國體育在線安調(diào)過研究員和崖州灣國家實驗室李立會研究員為論文通訊作者，best365英國體育在線韓幗豪副研究員為論文第一作者，博士生嚴漢文也參與該項工作。該工作得到國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD1200600）和國家自然科學基金項目（32301800、32272105）的資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.03.008

圖1 黑麥在小麥改良中的歷史貢獻與持續(xù)利用

圖2 黑麥在小麥改良中的優(yōu)化利用策略框架