美國馬里蘭州伯賽大,2014年7月18日
國際小麥基因組測序協作組織今日在國際知名雜志《科學》上公布了普通小麥的基因組草圖。作為世界上種植最廣泛的谷物作物,這份基于單條染色體而繪制的基因組草圖為揭示其復雜而龐大的基因組之結構、組織及進化特征提供了新的視角。 對于植物科學研究者和育種家來說,這份基因組藍圖是不可估量的珍貴資源。他們第一次有了一組工具,可以方便快速地將一個特定的基因定位在小麥基因組中一條染色體上。美國加州大學戴維斯分校的Jorge Dubcovsky教授說:“這些結果對我們實驗室來說是極為有益的資源。基因組特定引物的開發原來需要連續幾周的工作,現在幾個小時就可以完成了。將序列定位到特定染色體臂可以在電腦上操作,并且只需幾分鐘。這些資源不但能加速小麥日常遺傳研究的進度,還可以使許多以前不能實現的基因組水平的分析和探索成為可能。
國際小麥基因組測序協作組織的最終目標是獲得六倍體面包小麥的全基因組序列,這個基因組草圖的繪制是通向這個目標的一個里程碑。在同一期的《科學》雜志中,另一篇文章報道了小麥最大的染色體3B的基因組參考序列,為其余染色體的測序建立了概念的驗證和模板。目前,協作組織的科學家們估計全基因組序列信息在三年內會逐步完成。
“小麥各染色體的基因組序列草圖和3B染色體參考基因組的公布,是我們戰略計劃中的偉大里程碑。”協作組織聯合主席Catherine Feuillet說,“我們已經完全了解了獲得其余20條染色體基因組參考序列的途徑,而且我們希望能找到足夠的資源,在未來三年內實現這個目標。
掌握了基于單條染色體的全基因組序列資源,植物育種家便有了新的高質量工具,可以用來加速育種計劃、鑒定控制復雜性狀的基因,如產量、谷物質量、病害、抗蟲、以及非生物逆境脅迫等。他們從而能培育出新一代更加高產和更有持續性的小麥品種,在不斷變化的環境中滿足人口增長的需求。
草圖序列在小麥基因組的歷史與進化方面以及籽粒發育相關基因的研究中,已經提供了新的視角,同期《科學》的另外兩篇文章做出了范例。 世界上許多人群的主要食物構成是小麥。小麥種植面積超過21,500萬公頃,超過世界上任何其它作物。小麥年產量約70,000萬噸,是世界上排在玉米和水稻之后產量第三的谷物。小麥蛋白質含量高于玉米和水稻,是人體植物蛋白的主要來源,小麥植株具有高度的適應能力以至小麥可以在各種不同環境范圍中生長,它的植株因而多樣性很高。小麥的籽粒容易儲存,也容易易成粉,能被做成多種多樣的高質量食物。
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