谷子由一组不同的小种子谷物组成，已成为具有巨大营养、环境和经济意义的重要作物。在农业研究中，受多方面遗传决定因素的影响，对谷子复杂性状的理解是一个令人信服的挑战和机遇。这篇综述深入探讨了表型组学和基因组学在破译这些复杂的遗传结构中的变革作用。在表型方面，高通量平台生成了关于不同环境中植物形态、生理和性能的丰富数据集。这些数据，再加上实地试验和对照条件，有助于解释环境如何与遗传学相互作用。基因组学为这些复杂的特征提供了基本的蓝图。基因组测序和基因分型技术照亮了谷子的基因组景观，揭示了不同的基因库和进化关系。此外，不同的组学方法揭示了驱动表型表达的基因表达、蛋白质功能和代谢产物积累的复杂信息。这种多组学方法对于识别候选基因和揭示控制复杂性状的复杂途径至关重要。这篇综述强调了表型组学和基因组学之间的协同作用。基因组信息表型以特定性状为目标，减少育种规模和成本。相反，表型组学为基因组分析确定了有前景的种质，优先考虑具有优异性能的变体。这种动态的相互作用加速了育种计划，并促进了气候智能、营养丰富的谷子品种和杂交种的发展。总之，这篇综述强调了表型组学和基因组学在解开谷子遗传之谜中的关键作用。

图1  概述了用于作物育种的组学技术。表型组学象征着使用几种高通量表型平台对植物表型表达的研究。基因组学识别和表征负责理想性状的基因，代谢组学代表对植物内一整套代谢产物的研究，蛋白质组学和转录组学分别解释生物体表达的整套蛋白质，以及基因表达模式和途径分析。泛基因组学代表了对整个基因组的系统研究，因此它可以呈现一个物种的整个基因库，包括核心基因和附属基因。离子组学是一门前沿科学学科，利用高通量平台对植物物种的元素组成进行综合分析。这种方法有助于促进具有改良营养特性的重要农业作物品种的开发。通过整合多种组学方法的数据，研究人员和育种人员可以全面了解植物的生物学。这种综合知识可以促进作物品种的改良，提高产量、对环境压力的抵御能力和营养含量。此外，它还实现了更具针对性和效率的精确育种策略，以实现预期的结果。

图2  描述了CRISPR/Cas系统在谷子中用于表征谷子基因的应用。转化方法的开发和优化对于将CRISPR构建体输送到各种谷子中至关重要。举例说明了可用于基因表征和性状解剖的变体CRISPR/Cas工具。基因功能可以通过CRISPR/Cas9敲除和敲入工具进行鉴定。关键酶和营养转运蛋白的关键残基可以通过CRISPR/Cas碱基编辑器进行功能增强工程。基因的作用可以通过CRISPR激活剂（CRISPRa）和CRISPR阻遏物（CRISPRi）工具的基因激活和抑制来调节。靶RNA可以通过CRISPR/Cas13系统进行编辑。使用Biorender创建。

图3  概括了表型组学和基因组学在谷子改良中的协同作用。多样的遗传资源为下游分析提供了燃料，增强了识别和改进基于性状的未来植物育种的能力。在机器学习的指导下，使用不同的基因组学技术，如WGRS、GWAS、TILLING、Eco TILLING等，以及精确的表型平台，如无人机、无人机、卫星、CT扫描等，可以产生理想的millets视频类型。这种视觉叙事激励研究人员追求变革性的谷子改良。。