花生(Arachis hypogaea L.)是我国重要的油料与经济作物,在保障食用油供给安全方面具有不可替代的战略地位。当前,耕地资源持续趋紧、极端天气事件频发、消费结构不断升级,使得长期依赖常规育种与经验性栽培的增产模式面临严峻挑战。与此同时,高通量测序、泛基因组分析、全基因组关联研究、多组学整合及基因编辑等技术的迅猛发展,正推动花生育种从传统经验型向数据驱动的分子设计育种转型。在此背景下,如何围绕高产、优质(如高油酸、低致敏)、抗病、耐逆及宜机收等核心育种目标,系统解析关键性状的遗传调控网络,并加速其向育种实践的转化,已成为提升我国花生综合生产能力、推动产业转型升级的关键方向。
近期,河南农业大学殷冬梅教授团队联合山东花生研究所、山东省农业科学院、福建农林大学、河南省农业科学院和广东省农业科学院等多家单位完成的题为“A decade of advances in peanut science and breeding in China: Genomic insights and future breeding strategies”的综述在Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》,JIA)优先在线发表。
本文综述了中国花生生产和消费模式的主要变化,阐明了花生的驯化过程及遗传多样性的形成机制,并重点介绍了从二倍体祖先基因组到端粒到端粒(T2T)完整基因组和泛基因组研究的突破性进展。我们总结了与产量、品质、生物及非生物胁迫抗性相关的功能标记和基因,并展望了整合基因组编辑、人工智能(AI)及大数据设计育种的发展机遇。解析复杂性状的调控网络、发掘野生种质资源以及整合多技术策略,对于推动中国花生产业从传统育种向人工智能设计导向发展具有重要意义。
图1 中国花生产区特征及变化趋势
图2 栽培花生的起源、驯化、全球传播及引入中国的路线
图3 花生从二倍体野生种到四倍体栽培种的驯化特征
图4 花生基因组测序研究的发展历程
图5 花生的关键功能基因及其调控的性状
图6 花生育种未来研究及产业发展方向示意图
过去十年,我国在花生功能基因组学、分子育种及产业发展方面取得了显著进展。二倍体祖先种、栽培种四倍体、T2T基因组及基于图谱的泛基因组序列相继完成,构建起高分辨率的基因组框架,为精准解析复杂农艺性状奠定了坚实基础。这些资源加速了控制籽粒大小、油脂组成、种皮颜色、抗病性及非生物逆境耐受性等关键基因的挖掘,推动了花生育种从传统的经验育种向分子设计育种的转变。
基于上述发现开发的高通量功能标记,显著提升了标记辅助选择(MAS)的效率,特别是在高油酸含量、以及对青枯病和叶斑病等主要病害抗性等性状的改良上。基因组选择(GS)与基因编辑技术的整合,进一步提高了育种的精准度和效率,为改良复杂的多基因性状提供了有力工具。我国花生的生产格局也持续优化,单位面积产量显著提升,高油酸花生的种植面积不断扩大。在优质食用油、蛋白及功能性成分等市场需求的驱动下,产业升级不断推进,价值链持续强化,经济潜力进一步释放。
展望未来,多组学数据、人工智能驱动的育种平台以及先进基因编辑技术的持续融合,将是实现花生设计育种的关键。重点研究方向包括:(1)通过定向导入和多基因聚合创制优异种质;(2)解析复杂性状的调控网络;(3)加快适宜机械化作业的品种培育。这些进展将共同为我国花生产业的高质量发展提供有力的科技支撑,并为保障国家长期粮食与食用油安全作出重要贡献。
河南农业大学殷冬梅教授为该文章通讯作者,河南省中原青年拔尖人才、河南农业大学青年教师赵凯和河南农业大学巩方平副教授为本论文共同第一作者。山东花生研究所迟晓元研究员,山东省农业科学院李国卫研究员、赵传志研究员,福建农林大学庄伟建教授,河南省农业科学院韩锁义研究员和广东省农业科学院陈小平研究员对本研究给予了指导和帮助。
本研究获得了国家自然科学基金(NSFC)-河南联合基金(U22A20475)、河南省中原学者项目(264000510007)、河南省重点科技攻关项目(221111110500;HARS-22-05-G1)、国家重点研发计划(2023YFD1202800)、国家自然科学基金青年科学基金项目(32501985)、泰山学者计划(tstp20240523),以及财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(CARS-13)等项目的资助。
Cite the article:
Kai Zhao, Fangping Gong, Xiaoyuan Chi, Guowei Li, Chuanzhi Zhao, Weijian Zhuang, Suoyi Han, Xiaoping Chen, Dongmei Yin. 2026. A decade of advances in peanut science and breeding in China: Genomic insights and future breeding strategies. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.07.007