综述：整合基因组学、多组学、CRISPR技术及快速育种方法，以培育具有抗逆性的蔬菜豆科植物

《Functional & Integrative Genomics》：Integrating genomics, multi-omics, CRISPR and speed breeding for stress-resilient vegetable legume improvement

　　

摘要

蔬菜豆类在营养价值和生态意义方面都非常重要。然而，由于耐逆性的多基因特性、遗传多样性较低，以及分子发现与田间品种开发之间的持续差距，其遗传改良速度未能跟上气候变化带来的日益严峻的挑战。尽管近期的一些综述研究了单个基因组工具或特定的逆境响应机制，但尚未有将基因组辅助育种、多组学技术、基因组编辑和快速育种等方法整合在一个统一作物改良框架内的综合性研究。本综述通过批判性地评估这些互补方法如何加速耐逆蔬菜豆类（包括豌豆、普通豆类、豇豆、蚕豆、簇生豆、长豆和的风信子豆）的研发过程，来填补这一空白。综述综合了以下方面的进展：QTL定位、全基因组关联研究、转录组学、代谢组学以及基于CRISPR的功能基因组学，这些研究已确定了应对主要生物和非生物胁迫的关键调控因子和途径。不同于孤立地讨论这些技术，本综述强调将它们整合到一个系统层面的育种框架中，该框架涵盖了基因组发现、功能验证、预测性育种以及加速世代进展等内容，以提高育种效率。快速育种技术在优化的受控环境条件下每年可使豇豆的世代数量增加至7到8代，可作为基因组选择和基因组编辑的补充策略。此外，综述还指出了主要的转化障碍（如转化效率低下）、未充分利用的蔬菜豆类资源有限、多环境验证不足以及组学数据整合不完善等问题，并提出了一个综合的系统育种框架，以弥合基因发现与品种开发之间的差距。