综述：朝着基于基因设计的育种目标前进：构建适应现代农业生产的高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）理想型 李飞、 石玲月、 张吉、 肖玉丽、 李亚梅、 周建双、 刘晓雄、 刘善本、 李瑞瑞、 邓宝清 + 其他3位作者

《Plants》：Toward Breeding by Gene Design: Constructing the Ideotype of Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Adapted for Modern Agricultural Production Fei Li, Lingyue Shi, Ji Zhang, Yuli Xiao, Yamei Li, Jianshuang Zhou, Shaoxiong Liu, Shanben Liu, Ruirui Li and Baoqing Dun + 3 authors

　　

摘要

高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）是一种重要的粮食、饲料和生物能源作物，在现代农业供应系统和日常生活中发挥着不可替代的作用。然而，传统的栽培品种具有较高的茎秆、较低的种植密度和较大的穗状花序，这不符合现代集约农业对高密度种植、机械化收割和高效资源利用的要求。因此，培育适合机械化收割的理想型高粱品种是高粱育种中最紧迫和实际的需求。本文系统地回顾了高粱理想型的关键组成部分及其生理基础，重点研究了冠层结构、茎秆特性、穗状花序特性和根系等性状。接着，详细描述了调控植株高度、茎秆强度、叶片形态和穗状花序类型的主要基因和分子机制。此外，还总结了当前的育种挑战，包括基因的多效性、性状之间的权衡、遗传多样性狭窄以及表型鉴定技术的局限性。最后，我们提出了基于多组学方法、高通量表型分析、基因编辑和计算建模的现代育种策略，以推动高粱育种进入设计时代。这将有助于同时提高光利用效率、抗倒伏能力和适应性，从而适应机械化生产的需求。