新研究構建出小麥屬全基因組遺傳變異圖譜

　　小麥是人類歷史上最成功的作物之一，它起源于新月沃地一個狹小的核心區域，一萬年間，從地區性的野生植物迅速轉變成為全球種植面積最廣的作物之一，在多種多樣的環境下為人類提供大量的碳水化合物和蛋白質。然而，小麥對自然環境和人類糧食需求兩方面同時適應的遺傳機制尚不清楚，理解小麥適應性進化對氣候變化條件下小麥遺傳育種研究和穩定生產具有重要價值。

　　10月26日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員魯非、焦雨鈴團隊合作，在Nature Genetics在線發表題為Triticum population sequencing provides insights into wheat adaptation的研究論文。該研究對小麥屬和粗山羊草屬的25個小麥近緣亞種共414份材料進行全基因組測序，構建小麥屬全基因組遺傳變異圖譜（VMap 1.0）。研究發現，來自小麥近緣種的復合基因滲入貢獻小麥基因組的4%~32%，增加了小麥的遺傳多樣性，使其在世界范圍內具有廣泛的環境適應性（如圖）。同時，該研究還發現不同倍性、不同地域的小麥屬品種，甚至整個禾本科作物，已在長期的人工選擇過程中在全基因組水平上產生趨同進化的特征，在平行的選擇事件中，共同受到選擇的基因相對于隨機條件下產生2~16倍的富集，部分同源基因反復經歷獨立的人工選擇，成為小麥在不同環境下塑造重要農藝性狀、保持產量穩定的關鍵。

　　該研究在作物中首次實現屬內全基因組遺傳變異挖掘，小麥屬全基因組遺傳變異圖譜（VMap）將對小麥遺傳育種工作起促進作用。研究結果說明增加作物遺傳多樣性對于應對氣候變化威脅、保障糧食安全的重要意義；證明進化限制對物種性狀形成的重要影響，闡明利用適應性進化基因進行跨物種遺傳研究的潛力，為加速小麥和其他作物的遺傳改良提供全新思路。

　　該研究由魯非研究組和焦雨鈴研究組合作完成。魯非組博士生趙學博和已出站博士后周姚為論文的共同第一作者。該研究得到中科院植物研究所研究員郭亞龍，遺傳發育所研究員劉志勇、副研究員鄭樹松、研究員張相岐和研究員傅向東，美國加州大學歐文分校博士周永鋒，以及國際馬鈴薯研究中心博士Philip Kear的建議與幫助。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項種子精準設計與創造、國家自然科學基金和中國博士后科學基金的資助。

小麥屬主要亞種遺傳多樣性變化及面包小麥遺傳多樣性恢復的模型