小麥基因組藍(lán)圖加速了創(chuàng)新

“小麥藍(lán)圖將使我們能夠破譯小麥重要性狀的遺傳基礎(chǔ)，例如負(fù)責(zé)抵抗真菌病蟲害的基因。這是一個(gè)具有破壞性的部分。以前需要多年才能完成的事情現(xiàn)在可以在幾個(gè)星期，“波茲尼亞克說(shuō)，他是農(nóng)業(yè)和生物資源學(xué)院作物發(fā)展中心(CDC)的小麥育種者。

國(guó)際小麥基因組測(cè)序聯(lián)盟在過(guò)去13年中產(chǎn)生的新知識(shí)預(yù)計(jì)將對(duì)全球糧食安全產(chǎn)生巨大影響，預(yù)計(jì)該地球人口將在三十年內(nèi)達(dá)到96億。該研究結(jié)果最近發(fā)表在“科學(xué)”雜志上。

“從育種的角度來(lái)看，藍(lán)圖將使我們能夠開發(fā)用于育種的DNA標(biāo)記。這些標(biāo)記將使我們能夠提高選擇重要性狀的效率，這將最終有助于長(zhǎng)期生產(chǎn)更好的小麥品種，”波茲尼亞克說(shuō)。

U of S團(tuán)隊(duì)的下一步將是領(lǐng)導(dǎo)10+小麥基因組計(jì)劃 - 一項(xiàng)更大規(guī)模的國(guó)際計(jì)劃，對(duì)來(lái)自全球主要種植區(qū)的10多種栽培小麥品種進(jìn)行測(cè)序。

“我們對(duì)這個(gè)項(xiàng)目感到非常興奮。這個(gè)想法不只是使用一個(gè)基因組序列，而是同時(shí)對(duì)許多序列進(jìn)行比較分析，”波茲尼亞克說(shuō)。“要了解基因在小麥植物中的作用，你需要多個(gè)序列，這樣你就可以開始比較，真正了解所有的差異。然后你可以將這些差異與我們?cè)谟N計(jì)劃中選擇的重要特征聯(lián)系起來(lái)。”

他說(shuō)，為中國(guó)春季系列制定的基因組結(jié)構(gòu)將成為開發(fā)具有抗病蟲害特性以及不同生長(zhǎng)環(huán)境的新小麥品種的有用參考。

全球食品安全研究所基因組學(xué)和生物信息學(xué)主任，與Pozniak共同領(lǐng)導(dǎo)小麥基因組學(xué)研究的Andrew Sharpe也很興奮，新項(xiàng)目將產(chǎn)生大量基因組變異數(shù)據(jù)，這將有助于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)對(duì)環(huán)境變化。

“我們希望找出可能對(duì)性狀產(chǎn)生影響的所有不同基因變異，”夏普說(shuō)。“基本上，我們最終會(huì)得到一個(gè)變異目錄以及它如何影響田間作物。”

他預(yù)計(jì)這個(gè)基因組信息目錄將于明年秋季上市。

“該資源將立即應(yīng)用于疾病預(yù)防控制中心的小麥育種計(jì)劃，我們將在未來(lái)幾年看到其影響，”夏普說(shuō)。

他說(shuō)，由于疾病預(yù)防控制中心從小麥基因組計(jì)劃開始就參與進(jìn)來(lái)，因此這里的研究人員可以獲得兩到三年的早期信息。

“你會(huì)看到最終從育種渠道出來(lái)的新品種反映出來(lái)，”夏普說(shuō)。

“通過(guò)幫助選擇育種周期中最優(yōu)的植物，你最終得到的表現(xiàn)更好的品種生成得比他們快。這很重要，特別是在氣候變化時(shí)，”夏普說(shuō)。

Kirby Nilsen，最近獲得博士學(xué)位。畢業(yè)生，現(xiàn)在是疾病預(yù)防控制中心的助理植物育種者，是世界上首批利用藍(lán)圖開發(fā)抗蟲小麥作物的研究人員之一。他利用基因組序列鑒定了導(dǎo)致固體小麥莖的基因，這些小麥莖可以作為鋸蠅損傷的屏障。

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