小麥，這一世界上分布最廣、種植面積最大的糧食作物沒有組裝基因組序列的歷史結(jié)束了——由我國科學(xué)家領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)近日首次完成了小麥A基因組和D基因組的測序和草圖繪制，比較全面地揭示了其結(jié)構(gòu)和表達(dá)特征。北京時間今日凌晨，《自然（Nature）》雜志在線發(fā)表了這一重大科學(xué)成果。
這兩項(xiàng)重大成果中，小麥A基因組的測序和草圖繪制，由中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合深圳華大基因研究院、美國加州大學(xué)戴維斯分校合作完成；小麥D基因組的測序和草圖繪制，由中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所與深圳華大基因研究院等單位合作完成。
小麥祖先原產(chǎn)于西亞，經(jīng)過漫長的演化，今天的小麥含有A、B和D三個基因組，其中，A基因組是小麥進(jìn)化的基礎(chǔ)性基因組——世界上所有小麥都含有A基因組。由于D基因組的加入，使小麥的抗病性、適應(yīng)性與品質(zhì)得到大大改良，小麥由此“沖出西亞”，推動小麥成為世界上種植區(qū)域最廣的第一大糧食作物。但是，由于小麥基因組龐大而復(fù)雜，普通小麥的基因組相當(dāng)于水稻基因組的40倍，因此作物育種在進(jìn)入基因組學(xué)時代之后，小麥基因組研究嚴(yán)重滯后，大大制約了小麥品種改良及相關(guān)研究的進(jìn)展。此次小麥A和D基因組序列草圖的成功繪制，使小麥研究進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期，對于小麥育種、小麥種質(zhì)資源、小麥功能基因組、小麥進(jìn)化及比較基因組研究，將產(chǎn)生巨大的推動作用。
A基因組的測序成功，不僅使科學(xué)家找到了小麥A基因組劇烈擴(kuò)張的原因，還從基因?qū)用姘l(fā)現(xiàn)了可能是小麥能抵御惡劣生存環(huán)境和廣適性的主要原因，并且鑒定出了一批控制重要農(nóng)藝性狀的基因，如控制小麥籽粒長度和千粒重的基因。此外，該研究還篩選出大量的遺傳分子標(biāo)記，將促進(jìn)小麥的分子育種。
D基因組測序項(xiàng)目牽頭人、中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員賈繼增介紹，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(yùn)含著許多優(yōu)良基因。D基因組草圖的成功繪制，為粗山羊草的開發(fā)利用及進(jìn)一步的品種改良奠定了基礎(chǔ)，并有望使小麥常規(guī)育種與雜交小麥研究取得突破性進(jìn)展。
我國是世界小麥生產(chǎn)、消費(fèi)與研究的第一大國。賈繼增表示，下一步，我國科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)將圍繞小麥基因組的精細(xì)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)單位開展科技協(xié)作攻關(guān)，力爭使我國小麥研究在5年內(nèi)躍居世界領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)我國小麥科研工作者數(shù)百年來的夢想。