本網(wǎng)訊:由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所與深圳華大基因研究院等單位合作,歷經(jīng)5年的努力,在國際上率先完成了小麥D基因組供體種——粗山羊草基因組草圖的繪制,結(jié)束了小麥沒有組裝基因組序列的歷史,標(biāo)志著我國的小麥基因組研究跨入了世界先進行列。該項成果已于3月24日在線發(fā)表在《自然(Nature)》雜志上。
據(jù)項目牽頭人、中國農(nóng)科院作科所研究員賈繼增介紹,小麥D基因組共有7條染色體,約44億個堿基對,大約是水稻基因組的10倍。通過粗山羊草全基因組分析發(fā)現(xiàn),其抗病相關(guān)基因(如NBS-LRR基因等)、抗非生物應(yīng)激反應(yīng)的基因數(shù)量都發(fā)生顯著擴張,因而大大增強了其抗病性、抗逆性與適應(yīng)性。研究發(fā)現(xiàn),在D基因組中有小麥特有的品質(zhì)相關(guān)基因,而且這些也有許多發(fā)生了顯著擴增,從而使小麥的品質(zhì)性狀大大得到改良,成為唯一能夠制作饅頭、面包、餃子等多種食品的糧食作物。也正是由于D基因組的加入,才使小麥的抗病性、適應(yīng)性與品質(zhì)得到大大改良,推動小麥成為世界上種植區(qū)域最廣的第一大糧食作物。
賈繼增對記者說,大量的研究還發(fā)現(xiàn),目前大面積種植的普通小麥的D基因組多樣性非常貧乏,已成為制約小麥品種改良的瓶頸。而小麥D基因組的供體種——粗山羊草的遺傳多樣性非常豐富,其中蘊含著許多優(yōu)良基因。此次小麥D基因組序列草圖的成功繪制,為粗山羊草的開發(fā)利用及進一步的品種改良奠定了基礎(chǔ),對小麥育種、小麥種質(zhì)資源、小麥功能基因組、小麥進化及比較基因組研究將產(chǎn)生巨大的推動作用,有望使小麥常規(guī)育種與雜交小麥取得突破性進展。
賈繼增告訴記者,研究團隊今后將圍繞小麥基因組的精細圖與單倍型圖譜構(gòu)建、小麥種質(zhì)資源的變異組學(xué)與基因發(fā)掘等方面與全國有關(guān)單位開展協(xié)作攻關(guān),有望使我國的小麥研究在未來的5年內(nèi)躍居世界領(lǐng)先水平,實現(xiàn)我國小麥研究者數(shù)百年來的中國夢。
據(jù)了解,小麥及其祖先種原產(chǎn)于西亞(以色列、伊拉克、伊朗、敘利亞、土耳其等)地區(qū)的一個很小的“新月沃”地帶,在大約8000-10000年前,小麥的四倍體種(AB基因組)與粗山羊草(D基因組)通過天然雜交,生成了六倍體小麥(ABD基因組),此后才“沖出新月沃,走向世界”,發(fā)展成為全世界最主要的糧食作物。