為推動小麥功能基因組學研究與優(yōu)良性狀基因的精準挖掘，由中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所與河北師范大學等研究團隊合作構建的小麥"科農9204"突變體庫，現已于天成未來作物突變體資源庫平臺（https://mutant.tcuni.com）正式上線。該資源庫具有遺傳背景清晰、表型變異豐富、外顯子組突變信息完備等優(yōu)勢，現面向國內外科研工作者開放共享。

優(yōu)良品種背景，高質量突變資源

"科農9204"是由中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所利用八倍體小偃麥培育而成的冬小麥品種，在北方冬麥區(qū)具有代表性。該品種農藝性狀優(yōu)良，兼具較高的氮素吸收與利用效率，已成為小麥功能基因組研究與誘變育種改良的理想材料。此外，科農9204的全基因組測序與從頭組裝已完成，配套有豐富的轉錄組、表觀基因組數據（如不同氮素環(huán)境下根、幼穗、種子等的ATAC-seq、組蛋白修飾測序等），為突變體的功能解析奠定了堅實基礎。

為保證遺傳背景的純度與均一性，研究團隊采用單穗傳法純化種子，隨后利用EMS（甲基磺酸乙酯）處理5000粒M0代種子。經多代繁育與篩選，最終構建包含1860個家系的突變體群體，并已在北京與石家莊兩地完成系統(tǒng)表型鑒定。平臺后續(xù)將持續(xù)更新并擴充更多科農9204突變體株系數據。

表型多樣性豐富

在2021-2022生長季，共鑒定出286個質量性狀突變株系（占全群體的13.68%），涵蓋株型（株高突變占76.42%）、穗型（復生小穗突變占81.57%）、葉型、早衰、抽穗期變化等多種類型。同時，數量性狀（株高、穗長、千粒重等）變異幅度大，極端類型突出，呈現近似正態(tài)或偏態(tài)分布特征。

外顯子組突變信息完整

通過"科農9204"外顯子組探針捕獲測序，獲得覆蓋99.93%外顯子區(qū)域的297萬個SNP，其中EMS典型突變（G>A, C>T）占比高達97.26%。平均每個株系攜帶1383個EMS突變，外顯子組突變密度達19.94突變/Mb。共計108,990個基因存在突變，占高置信度基因的98.79%，其中41,266個基因至少含有一個高影響突變（提前終止、剪接錯誤等）。已在Rht-D1、TB1、Q、Ms1等關鍵農藝性狀相關基因中檢測到新突變位點。

多倍體基因組覆蓋度高

同源基因分析顯示，在全基因組12,988個三聯體中，超99%的三聯體中至少有一個同源基因發(fā)生突變，73%的三聯體至少含有一個高影響突變。該資源為解析異源六倍體小麥同源基因的功能冗余與進化分化提供了理想材料。

圖1 小麥科農9204突變體群體部分表型

圖2 科農9204突變體庫變異分析統(tǒng)計

一站式平臺：精準檢索，便捷獲取

為方便廣大科研人員高效利用該突變體庫，作物突變體資源庫（https://mutant.tcuni.com） 提供從數據查詢到材料獲取的全流程線上服務，目前已全面集成科農9204突變體的基因型與表型信息。

圖3. 作物突變體資源庫
https://mutant.tcuni.com

圖4. 小麥突變庫中勾選'科農9204'材料

多維精準檢索系統(tǒng)

• 支持基因ID/序列多基因組比對查詢；

• 支持基因組位置精確定位；

• 支持按材料背景、突變類型（提前終止/錯義等）、純合/雜合狀態(tài)等多條件組合篩選，實現快速鎖定目標突變體。

極簡材料訂購流程

• 一鍵下單：在線批量選擇目標株系，直接生成訂單；

• 狀態(tài)透明：實時查詢訂單處理與物流信息；

• 極速獲取：簡化傳統(tǒng)申請流程，大幅縮短材料等待周期。

集成化在線分析工具

平臺內置六大工具，包括：基因ID轉換、基因注釋查詢、基因序列獲取、Blast比對、引物設計與基因組瀏覽器，提供從目標基因定位→突變體驗證→實驗設計的連貫分析支持。

誠邀合作，共建共享

「作物突變體資源庫」平臺始終秉持 “資源整合、可持續(xù)共享” 的宗旨，致力于構建開放、規(guī)范的突變體資源合作網絡。現誠摯邀請國內外育種單位、科研團隊及種業(yè)企業(yè)加入合作，共同推進多作物基因挖掘-驗證-育種應用的全鏈條研究。

平臺可提供的合作支持包括：

? 提供成熟的EMS誘變、物理/射線誘變等技術服務；

? 整合并開放高質量突變體材料與多維組學變異數據；

? 提供從表型鑒定到功能基因定位的完整技術解決方案；

? 協(xié)助利用突變體材料加速優(yōu)良性狀導入與成果轉化；

? 提供完善的突變體材料代理銷售與共享服務。

"科農9204"突變體庫已支撐發(fā)表文章（部分）：

1. Wang D, et al. Boosting wheat functional genomics via an indexed EMS mutant library of KN9204. Plant Commun. 2023; 4(4):100593.

2. Wang D, et al.TabHLH27 orchestrates root growth and drought tolerance to enhance water use efficiency in wheat. J Integr Plant Biol. 2024; 66(7):1295-1312.

3. Wang H, et al. A Forward Genetics Strategy for High-Throughput Gene Identification via Precise Image-Based Phenotyping of an Indexed EMS Mutant Library. Adv Sci. 2025; 12(47):e14793.

4. Zhang Z, et al. Population-scale gene expression analysis reveals the contribution of expression diversity to the modern wheat improvement. Nat Commun. 2025; 16(1):11133.

5. Zhou Y, et al. Integrative omics of the genetic basis for wheat WUE and drought resilience reveal the function of TaMYB7-A1. Nat Commun. 2025; 16(1):8622.

6. Lu R, et al. Image-based rachis phenotyping facilitates genetic dissection of spikelet distribution in wheat. Plant Physiol. 2026; 200(1):kiaf666.

7. Xu H, et al.TaHAL3-7A increases grain yield by enhancing photosynthetic pigment content in wheat (Triticum aestivum L.). Plant J. 2025; 122(5):e70274.

關于天成未來

天成未來是國內最早將靶向捕獲測序技術應用于農業(yè)科學研究的企業(yè)之一，擁有超大規(guī)模的動植物基因組大數據庫。以數據與計算為基礎，提供分子育種檢測、種質資源鑒定、突變體庫數字化、功能基因組及生信分析服務，并自主開發(fā)了系列育種芯片與數據云平臺。

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