近日,一項(xiàng)關(guān)于小麥基因組的重大科研成果在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起了轟動(dòng)。據(jù)新華社報(bào)道,北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院攜手濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實(shí)驗(yàn)室以及小麥育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在《自然?遺傳學(xué)》這一頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了他們的最新研究成果——首次成功繪制出六倍體小麥的端粒到端粒(T2T)完整基因組圖譜。
小麥,這一歷史悠久的糧食作物,被譽(yù)為人類的“糧倉(cāng)支柱”。然而,其基因組的復(fù)雜性和龐大性一直困擾著科學(xué)家們。小麥的遺傳密碼總長(zhǎng)接近水稻的40倍,人類的5倍,且其中超過(guò)80%是重復(fù)序列,這使得小麥基因組的全面解析變得異常艱難。
面對(duì)這一挑戰(zhàn),北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院的研究團(tuán)隊(duì)迎難而上。他們利用高精度測(cè)序等尖端科技手段,并結(jié)合多種創(chuàng)新算法,終于成功構(gòu)建了包含約145億個(gè)堿基的六倍體小麥T2T基因組。這一成就標(biāo)志著科學(xué)家們首次實(shí)現(xiàn)了小麥21對(duì)染色體從端粒到端粒的無(wú)缺口拼接,填補(bǔ)了小麥基因組研究中的一大空白。
研究院院長(zhǎng)鄧興旺形象地比喻道,小麥基因組就像是一條由多條染色體組成的長(zhǎng)線,過(guò)去這條長(zhǎng)線上存在許多缺失的部分。而現(xiàn)在,科學(xué)家們首次將這條長(zhǎng)線完整連接起來(lái),形成了完整的小麥基因組圖譜。這一圖譜的完成,無(wú)疑為未來(lái)的分子設(shè)計(jì)育種奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
擁有這張?jiān)敿?xì)的小麥基因組圖譜,科學(xué)家們得以深入解析基因組中的復(fù)雜區(qū)域,為探索這些區(qū)域的進(jìn)化歷程提供了新的線索。研究團(tuán)隊(duì)還借此注釋了超過(guò)14萬(wàn)個(gè)高置信度的蛋白編碼基因,其中包括眾多新發(fā)現(xiàn)的抗病基因。這些發(fā)現(xiàn)為小麥抗病育種指明了新的方向,有望為小麥產(chǎn)量的提升和糧食安全提供重要保障。
此次科研成果的取得,不僅標(biāo)志著中國(guó)在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究領(lǐng)域取得了新的突破,也意味著小麥基因組研究邁入了全新的階段。這一完整的小麥基因組圖譜在完整性、連續(xù)性和準(zhǔn)確性方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),不僅深化了人們對(duì)小麥基因組結(jié)構(gòu)和進(jìn)化機(jī)制的理解,還為解析其他復(fù)雜多倍體作物的基因組提供了寶貴的范例。