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美国农业部农业研究局（ARS）每5年制订一个未来发展计划（国家301计划），“植物遗传资源、基因组学和遗传改良行动计划”是国家301计划作物生产与掩护目标领域下的一个专项，其目的是利用植物的遗传潜力来改变美国农业，使美国成为这一领域的全球领导者，反应了美国该领域国家层面的战略摆设。
近日，ARS发布了2023-2027年行动计划，值得注意的是新的一期计划增加了作物-微生物组相互作用分析、用于作物改良和基因功能分析的基因组编辑以及用于田间和实验室研究的人工智能/机器学习等新内容。具体内容分为如下四个部门：
一、作物遗传改良
1. 性状发现、分析和优良育种方法
通过对植物基因组测序和标注，以及对影响优异性状的基因定位和功能描述，了解育种种群、地方品种、作物野生近缘种和其他来源群体中广泛存在的表型变异的遗传基础；通过新的遗传基因库的增补，得到多样性的实验种群，并接纳高通量基因分型和高效定量表型分型技术进行功能性遗传分析；开发和应用诱变技术、生物技术和基因组编辑技术，产生新的遗传变异；组装高分辨率、基于序列的基因组图谱，以利用从模式物种获得的遗传调控路径的知识，并确定能够连锁所需等位基因群体的遗传标志。由于性状测定经常成为遗传分析和育种进程的主要瓶颈，因此需要创新高通量、定量化的表型分析方法。通过自动化、增加吞吐量、并行化或使用新的传感器及平台提高性状分析的效率、精确度和本钱效益；开发和应用机器学习模型及工具管理和提取有用的信息，并将来自大群体的表型、遗传和其他“基因水平”的数据结合在一起，预测未经测试的遗传资源和育种种群的体现。
2. 开发具有优良性状的新作物、新品种和种质
培育具有优良特性和遗传多样性的种质、育种系和品种，生产生产量更高、更稳、且具有高附加值的作物，并在多变的环境和农业生产体系中稳定生产。新品种需要对多种病害和胁迫体现出更长期的抗性或耐受性，更有效地利用水和肥料，能最大限度地提高生产效率和质量；新品种的种子或其他繁殖体必须在商业生产系统下能生产出有足够活力且性状统一的下一代植株；培育能够满足美国生产者和消费者对品质、营养、储存期以及减少生产和加工所需的能源的要求；培育满足包罗温室和隧道系统、有机系统、小农场、家庭花园和都会景观等新生产系统和新用途需要的具有新特性的作物；培育作为生产生物能源原料的非粮食作物，提高生物基产物作物的产量和质量。
二、植物和微生物遗传资源及其信息管理
1. 植物遗传资源与信息管理
加强NPGS（National Plant Germplasm System，国家植物种质资源系统）资源收集的管理和应用，以确保高效、恒久和宁静地生存植物遗传资源。开发更高效、更有效的遗传资源再生、记录和信息管理方法和实践；确定和填补遗传资源收集方面的差距，尽可能在掩护区内加以掩护；进行植物遗传资源基因型特征和关键表型评估，并将结果数据纳入信息管理系统，向客户提供高质量遗传资源和相关信息；通过伙伴关系加强植物遗传资源、信息管理和培训能力。
2. 微生物遗传资源与信息管理
掩护微生物遗传资源，包罗活体和生存收集库；开发创新、高效、有效的工具和方法，以掩护、分类和描述微生物遗传资源；确定微生物遗传资源的新来源，并在可能的情况下，在基因库或收集库中获得和生存；开展关键微生物库基因型特征
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