近年来，随着基因组学研究的不断发展，生物育种技术也发生了一场矢量级的变革。在育种4.0时代，分子育种成为育种研究的重要赛道。诺禾致源在农业基因组学相关产品和服务方面有着出色的技术实力和经验积累，为生物育种产业化提供了新思路。
案例1 – 棉花
棉花的重要性
“衣食住行衣为首，丰衣足食棉当先”，棉花在我国国民经济和人民生活中起着举足轻重的作用。但是目前我国棉花生产中还存在病虫危害、旱薄盐碱等问题，影响棉花高产、稳产；而且我国优质棉品种仍有不足，高端原棉还要依赖进口，如何利用生物育种技术开发培育多抗、优质、高产的棉花新品种成为急需解决的问题。
我们能做些什么
2018年，诺禾致源首席科学家田仕林研究员团队联合国际欧亚科学院院士、河北农业大学马峙英教授团队，选取占全球棉花总产量90%的陆地棉（Gossypium hirsutum）进行基因组研究。实验选取了在不同气候和栽培条件下长期自然选择和人工选育获得的419份陆地棉核心种质，并对其进行基因组重测序，鉴定了一系列与棉花纤维品质和产量相关的基因组变异位点。首次鉴定出棉花开花/纤维起始新基因GhCIP1、GhUCE，纤维长度基因GhFL1、GhFL2，以及1个纤维强度新基因Gh_A07G1769，阐明了影响棉花农艺性状的遗传机制。
2021年，研究团队继续完成了两种现代棉花品种（陆地棉NDM8和海岛棉Pima90）的基因组图谱绘制，这两个基因组填补了现代棉花品种基因组序列图谱的空白。并结合对现代陆地棉品种的大规模重测序，揭示了现代棉花品种育成过程中的结构变异对重要农艺性状（纤维长度、强度、铃重、衣分和黄萎病抗性）相关基因的调控机制。结果发现了现在育成品种NDM8相对于TM-1品种基因组的结构变异能够分别显著增加0.71~0.99mm和1.00~1.19mm的纤维长度，使得长度从27mm或者28mm级别增至29mm级别（纤维长度增加1mm，每吨皮棉售价一般可增加300元左右）；还发现并验证了控制棉花黄萎病抗性的一个重要新基因GhNCS。研究结果探明了陆地棉结构变异的性状遗传效应，为作物多性状协同改良提供了新的理论依据和资源。该研究激发了基因测序和生物信息学研究的新思路，并为其他作物育种的研究提供了有效参考信息。系列成果分别于2018年及2021年发表于国际期刊《自然-遗传学》（Nature Genetics）。
案例2 – 牧草
离不开的牧草
饲草产业是畜牧业的基础，对保障动物性食品的供应、维护生态平衡、促进农村经济发展具有不可替代作用。近年来，随着人们生活水平的提高和消费结构的升级，饲草产业迎来了前所未有的发展机遇，同时也面临着诸多挑战。面对全球气候变化，如何改善我国饲草供不应求，经常依赖国外进口的现状？科研工作者将目光瞄准了狼尾草，期望借助基因科技解析其耐热机制，从而培育具有良好耐热性的作物品种。我们能做些什么2023年，诺禾致源首席科学家田仕林团队与四川农业大学黄琳凯教授团队合作，从全球8个地区收集的394份美洲狼尾草核心种质中选取了10份代表性材料并从头对其进行基因组组装，获得了高质量的基因组组装序列，构建了首个美洲狼尾草图形泛基因组，也是全球首个牧草领域图形泛基因组。这为牧草基因资源挖掘及育种提供了重要参考，相关成果发表在国际期刊《自然-遗传学》（Nature Genetics）。基于泛基因组图谱进行的全基因组关联分析，研究团队发现了143个重要农艺性状相关联的变异位点，并挖掘到与产量性状相关的候选基因446个。特别是，研究结果揭示了美洲狼尾草中扩张的RWP-RK转录因子家族和内质网相关基因协同参与耐热性调控，并通过实验验证了关键结构变异调控基因PMF0G00024.1(RWP-RK)在水稻中过表达也显著提高了耐热性，这为禾本科重要作物的分子育种提供重要靶点。
案例3 – 油菜
油菜的作用
油菜是我国第一大油料作物，在我国食用油供应体系中占据重要位置。我国传统种植白菜型和芥菜型油菜，其适应性广、早熟，在我国传统栽培模式下能与水稻等作物完美轮作，已有数千年栽培历史。为显著提升油菜产量，20世纪30年代起，我国从欧洲和日本引进了产量高、抗性强的甘蓝型油菜。然而，甘蓝型油菜虽然产量高，但生育期长，不适合我国作物轮作制度。60多年来，我国科学家一直致力于探索甘蓝型油菜高产优质的遗传基础和选择规律。我们能做些什么
2022年，诺禾致源首席科学家田仕林团队和中国农业科学院油料作物研究所伍晓明团队在Nature Genetics上联合发表题为“Genomic selection and genetic architecture of agronomic traits during modern rapeseed breeding”的研究成果，揭示了不同生态型的418份油菜种质的环境适应性和农艺性状的遗传变异基础，提出了中国油菜育种经历了两个重要阶段：环境适应和高产优质选择育种。此外，该研究对包括株型和产量性状在内的56个重要农艺性状进行关联分析，确定了628个关联位点及相关的候选基因。其中，结合组学发现和实验验证，证实了一个过量表达BnRRF基因能显著增加种子大小和粒重。研究结果破解了油菜产量提升的基因奥秘，奠定了油菜持续增产的理论基础，为后续的油菜育种提供了科学依据。科学探索的脚步从未停下，还有太多的难题等待我们解决。成立13年来，诺禾致源伴随基因科技的发展不断成长，建立了从单一核心二代测序到三代测序、单细胞测序等逐渐丰富、全面的产品体系，从基因组学到蛋白质组学、代谢组学及多组学整合研究技术体系，形成了从基础研究、转化研究到临床应用的跨领域协同优势，业务覆盖全球6大洲约90个国家和地区，服务客户超过7300家。
众所周知，“种子”是农业的“芯片”，生物育种的应用也发挥着越来越重要的作用。诺禾致源作为这一领域的重要力量，以高效、优质、稳定的服务提供着效率更高的解决方案，进一步提升农业生产的效率。
