分子育種

我國林木基因組學研究取得突破。北京林業大學的科學家們選用百年古樹作為測序的樣本，利用最新的全基因組鳥槍法測序和拼接策略，繪製完成了毛白楊的基因組序列圖譜，標誌著毛白楊分子育種進入基因組時代。

在“985”平台建設資金支持下，北林大林木育種國家工程實驗室的專家們用短短的6個月完成了這一開創性的研究。

專家解釋，基因組學研究成果在育種中應用后，將拓展野生種質資源中優異等位基因挖掘的廣度和深度，顯著提高複雜性狀改良的可操作性和新品種選育的效率，對於保障我國森林資源可持續發展有十分重要的意義。

北林大繪製完成的毛白楊基因組序列圖譜開創了我國林業基因組學研究的先河。據介紹，科學家們完成的毛白楊基因組大小約為6億個鹼基對，重疊群的平均長度為39.7Kb，達到了框架圖標準。基因組常染色質區覆蓋度達到90%以上，基因區覆蓋度達到95%以上，單鹼基的錯誤率達到1萬分之一以內。

國際同行專家高度評價這樣一項重大研究。他們認為，毛白楊基因組的註釋和分析大大便利了科學家發現經濟性狀相關基因，使經濟性狀的遺傳圖譜定位，跨越到基因組圖譜和功能基因的精確定位，標誌著毛白楊分子育種等相關研究正式進入基因組時代，將推動毛白楊育種技術的全面進步。毛白楊基因組序列測序完成，對木本植物發育的分子機制的了解、木本植物在進化歷程中地位的研究、可再生能源利用的研究具有重要的意義。

據悉，科學家們將在此基礎上進一步完善基因組序列圖譜，構建物理圖譜和高密度連鎖圖譜，實現基因組序列圖譜與物理圖譜、連鎖圖譜的整合，繪製出毛白楊基因組精細圖譜，以保證基因組序列組裝和基因註釋的準確性。

如果對分子育種有更進一步的了解，就會發現，分子育種很明顯不能等同於轉基因。利用先進的生物學技術，科學家們可以再不改變作物基因的前提下，改變其性狀，或者僅僅是通過分子標記的方法篩選優良品種。有一些分子標記僅僅是測序，檢測單核苷酸多態性，根本不涉及基因調控。從這些方面來看，分子育種顯然不是轉基因。但是在分子育種中，確實也包含基因工程。

我們知道，種是兩性繁殖的產物，是種間隔離的，中間隔離並不等同於物種之間沒有基因交流。從進化的角度來看，物種之間常會發生水平基因轉移。一定程度上可以說，轉基因也是一種水平基因轉移。如果轉入的新基因可以遺傳，則會產生新的物種。若不能遺傳，則不能產生新的物種。但是分子育種手段篩選出的新品種（不是新物種），它們的優良性狀都是可以遺傳的。

傳統育種方法屬於雜交育種，品種改良主要受種原變異之限制，而不同物種(species) 間之雜交頗為困難，育種成果難有大突破，「綠色革命」(green revolution) 很難再發生。利用基因工程技術進行作物品種改良，系指以遺傳工程(genetic engineering) 技術，將特定基因或性狀導入缺乏此基因或特性之目標作物(target crop) 的育種方法；因此利用基因工程技術進行作物品種改良，可以突破種原之限制及種間雜交之瓶頸，創造新性狀或新品種，亦即未來「基因革命」(gene revolution) 很可能迅速取代「綠色革命」。

今後利用基因工程技術進行作物品種改良，可朝下列重點努力：創造高附加價值之轉基因作物品種；育成具環保特性之抗病、抗蟲及抗殺草劑等作物品種，減少農藥之施用；育成具耐旱、耐寒、耐熱及耐重金屬等具環境忍受性之作物品種；利用基因工程改造植物代謝途徑創造新花色或提高營養成分；利用植物做為生物反應器生產醫藥用化合物、疫苗或生物塑膠等，特殊高價值產品，提高農業產值。這些基因改造的作物品種，除具有較高產值外，更可申請品種、基因或產品專利，未來我們將進入「基因農場」(gene farming) 的時代，使農業真正邁入永續化。