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史上最全小麦基因组序列图集问世

时间:2020-12-04 10:19:15 来源:科技日报

据最新一期《自然》杂志报道,加拿大萨斯喀彻温大学领导的国际团队在一项对全球小麦生产具有里程碑意义的研究——10+基因组计划中,对代表全球育种计划的15个小麦品种的基因组进行了测序。这将使科学家和育种人员能够更快地识别出具有影响力的基因,从而提高小麦产量、害虫抗性和其他重要的农作物性状。

        小麦是世界上种植最多的谷类作物之一,在全球粮食安全中发挥着重要作用,约占全球人类热量摄入的20%。据估计,到2050年,小麦产量必须增长50%以上,才能满足不断增长的全球需求。

        研究人员称,有史以来最全面的小麦基因组序列图集的问世,将帮助解决庞大的小麦泛基因组这一巨大难题,并为小麦发现和育种开辟一个新时代。预计全球小麦界的科学团体将使用新资源来鉴定与需求性状相关的基因,这将使人们能够更精确地控制育种,提高小麦改良的速度,从而使农民和消费者受益,并满足未来的粮食需求。

        新研究将小麦基因组序列的解码数量增加了10倍以上,使科学家能够通过对比使每个品种独一无二的遗传差异的全部细节,鉴定出小麦品系之间的遗传差异。

        10+基因组计划是一项由全球10个国家95名科学家组成的小麦联合研究计划,目标是破译小麦的数千个基因组序列,包括从小麦野生亲缘种带来的遗传物质。这些小麦野生亲缘种已被育种人员用来改善小麦的抗病性和抗逆性。

        研究发现的一个小麦野生亲缘种DNA片段,含有抗病基因且能提供针对多种真菌疾病的保护。试验证明,该片段可将小麦产量提高10%之多。研究人员称,了解这样的致病基因可以改变育种的游戏规则,例如只需通过简单的DNA试验而不是人工田间试验就能更有效地选择出抗虫性品种。

        总编辑圈点

        人们对小麦最熟悉不过。然而相较于其他作物,小麦却是唯一一个尚未完成全基因组测序的物种,其原因主要是小麦基因组体量太庞大了——是人类基因组的5倍、水稻基因组的40倍。其实,小麦就是典型的异源多倍体基因组,由3套很像却又不同的基因组整合,形成了一个极为复杂的6倍体基因组,重复序列程度之高,分析工作之繁复,都是其他作物不能比的。而今的成果,无疑将加快小麦育种研究的步伐,而高产、抗旱、抗病虫的小麦新品种,也将为全球气候变化及人口膨胀所带来的食品短缺问题提供一项解决方案。

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编辑: 刘坤媛
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