記者從中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所獲悉，日前科研團(tuán)隊(duì)完成了小麥A基因組的測(cè)序和染色體精細(xì)圖譜的繪制，全面揭示了小麥A基因組的結(jié)構(gòu)和表達(dá)特征，對(duì)深入和系統(tǒng)研究麥類植物的結(jié)構(gòu)與功能基因組學(xué)以及進(jìn)一步推動(dòng)栽培小麥的遺傳改良具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。研究成果于北京時(shí)間5月10日在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《自然》在線發(fā)表。

　　小麥?zhǔn)侨蛑匾募Z食作物，養(yǎng)活了世界上40%的人口，提供了人類所需熱能和蛋白質(zhì)的20%。據(jù)科研人員介紹，生產(chǎn)上廣泛種植的普通小麥?zhǔn)且粋€(gè)經(jīng)兩次自然雜交而形成異源六倍體，含有A、B和D三個(gè)基因組，其基因組大（約17 Gb，是水稻基因組的40倍）而復(fù)雜，85%以上基因組DNA為重復(fù)序列，致使基因組測(cè)序研究困難重重，進(jìn)展緩慢。追本溯源，烏拉爾圖小麥?zhǔn)瞧胀ㄐ←満推渌啾扼w小麥中A基因組的原始二倍體供體。因此，烏拉爾圖小麥在多倍體小麥進(jìn)化過(guò)程中起著基礎(chǔ)性的核心作用。

　　研究團(tuán)隊(duì)在前期小麥A基因組草圖繪制的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建A基因組BAC文庫(kù)和BAC測(cè)序，結(jié)合全基因組PacBio測(cè)序以及最新物理圖譜構(gòu)建技術(shù)（BioNano和10x Genomics），完成了烏拉爾圖小麥材料G1812的基因組測(cè)序和精細(xì)組裝，繪制出了小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41,507個(gè)蛋白編碼基因，發(fā)現(xiàn)在小麥基因組中參與春化和開(kāi)花的REM類轉(zhuǎn)錄因子基因有明顯擴(kuò)增。通過(guò)與水稻、高粱和短柄草基因組的比較和共線性分析，推演出了小麥A基因組7條染色體的進(jìn)化模型，并鑒定出小麥A基因組從二倍體、經(jīng)四倍體到六倍體進(jìn)化過(guò)程中的染色體結(jié)構(gòu)變異。

　　科研人員指出，小麥A基因組測(cè)序和精細(xì)圖譜繪制的完成，為國(guó)內(nèi)外科研工作者解析小麥基因組進(jìn)化和馴化提供了高質(zhì)量的基因組信息和一個(gè)全新的視角。注釋出的基因信息將助力小麥重要農(nóng)藝性狀基因的精細(xì)定位、克隆和功能解析，加速栽培小麥的遺傳改良和分子設(shè)計(jì)育種，對(duì)提升小麥產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、保障糧食安全和農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效與可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生重要作用。