小麥是人類最重要的主食之一 - 但現(xiàn)在只有研究人員才能完全映射這種作物的基因組。在13年的工作中，來自20個國家的200多名研究人員組成的聯(lián)盟現(xiàn)已解碼了面包小麥基因組中的100,000多個基因，400萬個遺傳標記和眾多控制元素。這一突破對于培育新的有彈性的小麥品種尤為重要。研究人員報告說，真菌病和氣候變化使得流行品種越來越多。

小麥(Triticum aestivum)是各種面包的原料，是人類約三分之一的最重要的食物。人類20%的卡路里和蛋白質(zhì)供應基于小麥產(chǎn)品 - 超過任何其他食物。此外，小麥是維生素和礦物質(zhì)的重要來源。但谷物很難吃：它對干燥和熱敏感，整個田地被小麥銹病等真菌病害破壞。氣候變化也加劇了這種情況?？茖W家們已經(jīng)預測，歐洲小麥種植區(qū)的極端天氣可能會增加一倍甚至三倍。因此，開發(fā)相應的抗性品種顯得尤為迫切。

龐大而復雜

問題：小麥基因組龐大而復雜。它大約有160億個堿基對，是人類基因組的五倍。這種大量的遺傳信息也分布在三個亞基因組中，這三個亞基因組位于21條染色體上。更糟糕的是，85%的小麥庫存包含重復元素。這使得在以正確的順序測序后難以重新組裝基因組的各個片段。“完整的測序面包小麥的基因組長期被認為是不可能的，因為有如此巨大而復雜，”植物遺傳學研究所萊布尼茲尼爾斯斯坦說和作物研究所(IPK)。他是國際小麥基因組測序聯(lián)盟(IWGSC)的成員，該聯(lián)盟由200多名研究人員組成。盡管如此，他還是面臨著這項艱巨的任務。13年來，來自20多個國家的科學家需要它。

現(xiàn)在它幾乎完全映射了面包小麥基因組。研究人員破譯了“中國春”小麥品種的遺傳密碼，從而獲得了對這種復雜基因組組織的寶貴見解。測序顯示了107,891個基因的確切位置和組成及其在染色體和亞基因組中的分布。此外，科學家們還在基因組中發(fā)現(xiàn)了超過四百萬個分子標記，以及許多負責調(diào)控小麥基因活性的DNA片段。在隨附的分析中，研究人員已經(jīng)成功地將許多基因和基因拷貝分配給特定的功能和組織或細胞。他們說，除其他外，那里有開花的遺傳回路，哪些基因在作物對疾病的抗性中發(fā)揮作用?？茖W家也可以鑒定過敏性小麥蛋白的基因。

新小麥品種的基礎(chǔ)

“小麥基因組序列讓我們深入了解這種作物的引擎，”墨爾本大學的Rudi Appels解釋道。“我們所看到的是一種完美組裝的遺傳材料，它使小麥能夠適應不同的環(huán)境。與此同時，它提供了足夠的穩(wěn)定性來維持在不同氣候條件下生存的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。“研究人員報告說，其中一個有利于此的因素是小麥基因組中基因拷貝的靈活數(shù)量。這種可變數(shù)量的“備份拷貝”和略微改變的基因變體可以使小麥更容易自發(fā)形成新的菌株和品種。IWGSC的科學家現(xiàn)在總結(jié)了他們在小麥基因組中的發(fā)現(xiàn)，共有六篇專業(yè)文章。小麥是人類最重要的主食之一 - 但現(xiàn)在只有研究人員才能完全映射這種作物的基因組。在13年的工作中，來自20個國家的200多名研究人員組成的聯(lián)盟現(xiàn)已解碼了面包小麥基因組中的100,000多個基因，400萬個遺傳標記和眾多控制元素。這一突破對于培育新的有彈性的小麥品種尤為重要。研究人員報告說，真菌病和氣候變化使得流行品種越來越多。

小麥(Triticum aestivum)是各種面包的原料，是人類約三分之一的最重要的食物。人類20%的卡路里和蛋白質(zhì)供應基于小麥產(chǎn)品 - 超過任何其他食物。此外，小麥是維生素和礦物質(zhì)的重要來源。但谷物很難吃：它對干燥和熱敏感，整個田地被小麥銹病等真菌病害破壞。氣候變化也加劇了這種情況?？茖W家們已經(jīng)預測，歐洲小麥種植區(qū)的極端天氣可能會增加一倍甚至三倍。因此，開發(fā)相應的抗性品種顯得尤為迫切。

龐大而復雜

問題：小麥基因組龐大而復雜。它大約有160億個堿基對，是人類基因組的五倍。這種大量的遺傳信息也分布在三個亞基因組中，這三個亞基因組位于21條染色體上。更糟糕的是，85%的小麥庫存包含重復元素。這使得在以正確的順序測序后難以重新組裝基因組的各個片段。“完整的測序面包小麥的基因組長期被認為是不可能的，因為有如此巨大而復雜，”植物遺傳學研究所萊布尼茲尼爾斯斯坦說和作物研究所(IPK)。他是國際小麥基因組測序聯(lián)盟(IWGSC)的成員，該聯(lián)盟由200多名研究人員組成。盡管如此，他還是面臨著這項艱巨的任務。13年來，來自20多個國家的科學家需要它。

現(xiàn)在它幾乎完全映射了面包小麥基因組。研究人員破譯了“中國春”小麥品種的遺傳密碼，從而獲得了對這種復雜基因組組織的寶貴見解。測序顯示了107,891個基因的確切位置和組成及其在染色體和亞基因組中的分布。此外，科學家們還在基因組中發(fā)現(xiàn)了超過四百萬個分子標記，以及許多負責調(diào)控小麥基因活性的DNA片段。在隨附的分析中，研究人員已經(jīng)成功地將許多基因和基因拷貝分配給特定的功能和組織或細胞。他們說，除其他外，那里有開花的遺傳回路，哪些基因在作物對疾病的抗性中發(fā)揮作用。科學家也可以鑒定過敏性小麥蛋白的基因。

新小麥品種的基礎(chǔ)

“小麥基因組序列讓我們深入了解這種作物的引擎，”墨爾本大學的Rudi Appels解釋道。“我們所看到的是一種完美組裝的遺傳材料，它使小麥能夠適應不同的環(huán)境。與此同時，它提供了足夠的穩(wěn)定性來維持在不同氣候條件下生存的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。“研究人員報告說，其中一個有利于此的因素是小麥基因組中基因拷貝的靈活數(shù)量。這種可變數(shù)量的“備份拷貝”和略微改變的基因變體可以使小麥更容易自發(fā)形成新的菌株和品種。IWGSC的科學家現(xiàn)在總結(jié)了他們在小麥基因組中的發(fā)現(xiàn)，共有六篇專業(yè)文章。