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    桃種質資源研究與高效利用平臺的探路者

    【字體:

        【個人簡介】
        曹珂,男,副研究員,1978年11月出生,2005年至今在中國農業科學院鄭州果樹研究所工作。2001年畢業于河南農業大學園藝學院,獲得農學學士學歷;2004年畢業于西北農林科技大學園藝學院,獲得農學碩士學位;2015年畢業于中國農業大學農學與生物技術學院,獲得農學博士學位。自工作以來,主要從事桃種質資源的評價與優異基因發掘工作,探索利用基因組學工具在桃品質性狀優異基因發掘及應用于分子育種中,取得了一定的進展。

    義無反顧投身果樹科研

        曹珂出生于河南省南陽市西峽縣的一個偏僻小山村,當地村民多以種植小麥、玉米為生,只有極少的農戶家有承包的果林。曹珂的父親也有一個約5畝地的蘋果園,每年果實成熟時,看守蘋果園就是小孩子的主要任務,穿梭在蘋果樹的枝枝杈杈間,品味著不同品種的酸酸甜甜,是他們最歡樂的時光。當時果園主栽的蘋果品種是國光和秦冠,然而其中卻摻雜有幾株果形較小的“小蘋果”,每年結的能壓斷枝頭,成熟時香氣四溢,口感沙面,頗受父親和當地村民的喜愛。果樹的不同種質類型在幼時曹珂的心中也扎下了根,成為曹珂人生中美好的回憶。
        高中畢業,在眾多的專業中曹珂毫不猶豫的填報了園藝專業,以優異的成績進入河南農業大學,開始了他果樹科研的征程。2004年,本科畢業的他為了繼續深造,又考入西北農林科技大學園藝學院果樹專業完成碩士學業。碩士畢業后經導師推薦,曹珂遠赴韓國攻讀博士學位,然而在韓國的3個月里,他親身經歷了韓籍導師對國人的不屑一顧,加上對當地科研條件的失望,曹珂開始意識到海外鍍金并不是目前最重要的,在國內照樣可以學到先進的專業知識。于是他毫不猶豫地放棄學位,毅然回到國內,并進入鄭州果樹所工作至今。

    豐富視野確立研究方向

        曹珂所在的課題組是國家桃種質資源圃所在地,保存有豐富的桃種質類型。剛到單位,曹珂主要負責桃種質資源的生理指標評價,如不同種質光合能力指標的測定工作。之后,由于他所在的課題組對低需冷量種質的篩選和利用有深厚的研究基礎,在項目主持人的指導下,曹珂利用前期掌握的光合生理知識,對不同需冷量的種質的年光合參數進行測定,從中總結出低需冷量桃種質早期豐產性涉及到其生長發育前期光合能力強以及落葉期晚這兩個主要原因,豐富了低需冷量種質應用價值。
        2008年,分子標記技術在國內悄然興起,在農作物輔助育種上取得了不少進展。為了解決果樹常規育種周期長的問題,曹珂主動申請加入到種質優異基因挖掘與分子育種工作中來,他積極學習分子生物學基礎知識,摸索分子標記軟件的應用方法,以桃花粉育性、雌蕊育性和果肉顏色等與果實密切相關的性狀為研究對象,構建了桃的遺傳連鎖圖譜,獲得與之緊密連鎖的分子標記,為這些性狀的分子輔助育種奠定初步基礎。
        在工作中,曹珂認識到,由于上個世紀末果樹栽培的迅猛發展,很快這批果樹就會面臨更新換代,只有選育優良的砧木品種才是解決果樹在更新換代時不侵占耕地的重要途徑。他因此集中精力進行了桃砧木抗線蟲的分子輔助育種工作,在利用課題組前期篩選出的對根結線蟲免疫的種質基礎上,協助項目負責人申請了國家自然科學基金“紅根甘肅桃1號抗南方根結線蟲基因克隆及其特異防衛反應途徑研究”,并承擔了其中的紅根甘肅桃抗根結線蟲基因的定位工作。相關研究結果發表在Candan Journal of Plant Science、Journal of the American Society for Horticultural Science和Plant breeding等期刊上。

    不斷創新豐富研究手段

        在進行分子輔助育種工作期間,曹珂發現通過連鎖分析獲得的分子標記有很大的局限性,即標記的正確性和重復性僅適用于與群體親本相同或親緣關系較近的材料。為了解決這一問題,他對另外一種分子標記技術——關聯分析在果樹上的應用進行了探索,通過比較了關聯分析軟件版本、試驗材料的雜合性和群體結構對關聯分析結果正確性的影響,他采用該方法對桃10多個質量性狀和數量性狀基因位點進行分析,獲得與之連鎖的分子標記和數量性狀位點,大大提高了篩選標記的效率和標記的準確性。相關研究結果發表在《中國農業科學》和Tree genetics and genomes上。
        進入2010年之后,高通量測序技術在不少物種的優異基因挖掘上得到應用。曹珂在主持人的帶領下,果斷轉入這一飛速發展的領域,率先在果樹上開展重測序研究。經過初期僅84份種質的重測序,他所在的團隊摸索和熟悉了高通量測序在果樹上應用的技術流程,基于果樹繁殖方式與農作物的不同,從基因組層面發現了二者在進化上的差異,同時發掘了桃馴化過程中的關鍵基因,2014年相關成果發表在Genome biology(IF=10.5)。目前,曹珂正將高通量測序與關聯分析相結合,挖掘優異基因,進一步彌補連鎖分析結果和常規標記的關聯分析準確率低的問題,目前幾個關鍵性狀如果實形狀、酸含量、果肉花色素苷含量等已經精確到單個基因水平,很快就可以將這些基因轉化為實用的標記,并完成最終的分子輔助育種平臺搭建工作。
        匆匆一晃,曹珂已經到鄭州果樹所工作10多年了,雖然果樹資源的科研工作是辛苦的,然而取得些許突破時的喜悅又是那么的讓他心潮澎湃。曹珂說道,我國雖然是果樹種質資源保存的大果,但并不是資源研究的強國,而完成這一轉變并不是一朝一夕之功,我們只有真真切切醉心科研,甘于生活的清貧,才能回報單位和社會,為我國果樹科研事業貢獻最大的光和熱。
     

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