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合作，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。該項(xiàng)成果北京時間近日在線發(fā)表于《自然》雜志，標(biāo)志著我國的小麥基因組研究跨入世界先進(jìn)行列。
據(jù)項(xiàng)目牽頭人、中國農(nóng)科院作科所研究員賈繼增介紹，在細(xì)胞遺傳學(xué)時代，小麥細(xì)胞遺傳研究走在各主要農(nóng)作物的前列。但由于小麥基因組龐大而復(fù)雜，在進(jìn)入基因組學(xué)時代后，其研究嚴(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)生巨大推動作用。
賈繼增表示，小麥及其祖先種原產(chǎn)于西亞地區(qū)的一個很小的“新月”形地帶。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，走向世界”，發(fā)展成為全世界最主要的糧食作物。研究表明，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、抗非生物應(yīng)激反應(yīng)的基因數(shù)量都發(fā)生顯著擴(kuò)張，因而大大增強(qiáng)了其抗病性、抗逆性和適應(yīng)性。研究還發(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(kuò)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。