玉米分子育种创新团队倡导环境型鉴定新概念

近日，“理论与应用遗传学”（Theor Appl Genet）杂志在线发表了作科所徐云碧博士的长篇评述《环境型鉴定解码环境对作物的影响( Envirotyping for deciphering environmental impacts on crop plants)》。 这篇论文长达21页，图文并茂， 全面阐述了环境型鉴定的概念、环境型数据的采集、环境型鉴定的应用以及相关的信息处理和决策支撑系统。

据了解，作物的产量、品质、抗逆性等重要性状的表现都是基因型和环境共同作用的结果。长期以来，影响作物生长发育和性状表达的众多环境因子通常被作为一个整体来进行研究，并由此将作物的表现型剖分为由基因型效应和基因型X环境互作效应两大组分。实质上，基因型X环境互作效应被看成是一个大的黑箱，把一切基因型无法解释的表现型变异都归结于基因型X环境互作的结果。在基因型变异可以通过精确测序、功能分析和网络构建的今天，我们仍然无法对表现型进行有效的预测，成为制约目前和今后作物生产和品种改良的重要瓶颈。因此，精确测定和评价影响作物生长发育的所有环境因子是未来高效表现预测和作物改良的关键。

中国农业科学院作物科学研究所玉米分子育种创新团队多年来对环境因子的精确测定和评价进行了理论和方法的探索，在国际上首次提出了环境型(envirotype) 和环境型鉴定的概念，把环境型定义为影响作物生长发育的所有环境因子的组成和变异，环境型鉴定定义为对所有环境因子的组成和变异的精确测定和评价。环境型鉴定的主要应用包括：环境特征分析、基因型X环境互作分析、表现型预测、近等环境型构建、农艺组学（agronomic genomics）研究、精准农业、精准育种等。全方位环境型信息还将应用于发展包括基因型（G）、表现型（P）、环境型（E）和发育时间（T）构成的作物科学四维图像。

“环境型鉴定”概念的倡导，为包括作物育种在内的作物科学提供了解码环境影响的参考技术和途径。环境型鉴定与基因型鉴定和表现型鉴定一道，有望成为影响未来作物高效育种和生产的三大支撑技术，同时为数量遗传学和作物模拟等领域如何利用海量环境型信息提出了挑战。

在2011年5月于匈牙利召开的“第一届禾谷类作物生物技术和育种大会”上，团队首席科学家徐云碧博士在“从直线到空间：分子植物育种的三维图像”的大会报告中首次提出了“环境型鉴定”（etyping）的概念（后来英文名称正式定名为envirotyping）。2012年8月在巴西召开的“第六届国际作物科学大会”上，作了“综合育种平台关键要素——环境型鉴定”的报告，全面地阐述了环境型鉴定的基本概念。随后，徐云碧博士及其合作者在“Molecular Breeding”杂志上发表了“分子标记辅助育种的全基因组策略”的论文，其中一节专门讨论了环境型鉴定。2015年9月，徐云碧博士在《中国农业科学》上发表了“作物科学中的环境型鉴定（envirotyping）及其应用”的评论文章，引起国内学术界的关注。该论文当年即被评为“F5000中国优秀期刊顶级论文”。