北京時(shí)間5月10日凌晨1時(shí)，國際頂級學(xué)術(shù)刊物《自然》在線(xiàn)發(fā)表了我國科學(xué)家完成小麥A基因組測序和精細圖譜繪制的研究論文。該項研究全面揭示了小麥A基因組的結構和表達特征，對深入系統研究麥類(lèi)植物的結構與功能基因組學(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。此項研究由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物細胞與染色體工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室、中國科學(xué)院種子創(chuàng )新研究院和遺傳發(fā)育所基因組分析平臺等合作完成。

小麥是全球最重要的糧食作物，養活了世界上40%的人口，提供了人類(lèi)所需熱能和蛋白質(zhì)的20%。我國是世界上小麥生產(chǎn)和消費大國，常年種植面積為2400萬(wàn)公頃左右，年產(chǎn)量近1.3億噸。

生產(chǎn)上廣泛種植的普通小麥是一個(gè)經(jīng)兩次自然雜交而形成的異源六倍體，含有A、B和D3個(gè)基因組，約17Gb，是水稻基因組的40倍；且其基因組復雜，85%以上基因組DNA為重復序列；這使得基因組測序研究困難重重，進(jìn)展緩慢。追本溯源，烏拉爾圖小麥是普通小麥和其他多倍體小麥中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(zhù)基礎性核心作用。

研究團隊在前期小麥A基因組草圖繪制基礎上，通過(guò)構建A基因組BAC文庫和BAC測序，結合全基因組PacBio測序以及最新物理圖譜構建技術(shù)，繪制出小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41507個(gè)蛋白編碼基因，并發(fā)現在小麥基因組中，參與春化和開(kāi)花的REM類(lèi)轉錄因子基因有明顯擴增。

通過(guò)與水稻、高粱和短柄草基因組的比較和共線(xiàn)性分析，研究團隊推演出小麥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)程中的染色體結構變異。群體遺傳學(xué)分析顯示，來(lái)自于新沃月地區的烏拉爾圖小麥可分為3個(gè)亞群，其遺傳多樣性與海拔高度密切相關(guān)，并證明海拔高度在烏拉爾圖小麥適應環(huán)境和重要性狀形成中，起到重要作用。

小麥A基因組測序和精細圖譜繪制的完成，為國內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)全新視角。注釋出的基因信息將助力小麥重要農藝性狀基因的精細定位、克隆和功能解析，加速栽培小麥的遺傳改良和分子設計育種，對提升小麥產(chǎn)業(yè)競爭力、保障糧食安全和農業(yè)提質(zhì)增效與可持續發(fā)展，將產(chǎn)生重要作用。