科學(xué)家們產(chǎn)生了高質(zhì)量的小麥A基因組序列

面包小麥(Triticum aestivum L.)占人口的35%以上，提供人類消耗的卡路里和蛋白質(zhì)的20%左右，是一種全球重要的作物，因?yàn)樗鼘?duì)各種氣候和改良谷物的適應(yīng)性增強(qiáng)面包生產(chǎn)的質(zhì)量。由于其復(fù)雜的多倍性(六倍體，含有A，B和D三個(gè)亞基因組)和大基因組大小(17 Gb)，面包小麥的遺傳和功能分析極具挑戰(zhàn)性。

A基因組源自二倍體野生einkorn小麥Triticum urartu，基因組大小約為5 Gb，是面包小麥和其他多倍體小麥的基本基因組。它在小麥進(jìn)化，馴化和遺傳改良中發(fā)揮著核心作用。為了說(shuō)明小麥的基因組結(jié)構(gòu)，中國(guó)科學(xué)院的小麥基因組研究小組及其合作者通過(guò)結(jié)合BAC-by-BAC測(cè)序，單分子，真實(shí)，產(chǎn)生了高質(zhì)量的T. urartu基因組序列。 - 時(shí)間，全基因組鳥槍測(cè)序和下一代繪圖技術(shù)。

科學(xué)家們制作了7個(gè)染色體尺度的假分子，預(yù)測(cè)了41,507個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，并提出了T. urartu染色體的進(jìn)化模型。然后他們發(fā)現(xiàn)，與水稻，高粱和短柄草相比，由于轉(zhuǎn)座因子的廣泛擴(kuò)增和廣泛的基因丟失，起源于T. urartu的古代基因組重復(fù)的共線性被強(qiáng)烈破壞。

與面包小麥的A，B和D亞基因組的比較分析也表明，在小麥進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了四種大的染色體結(jié)構(gòu)變異。人口基因組學(xué)分析顯示，來(lái)自肥沃新月的T. urartu種質(zhì)形成了三個(gè)不同的群體，對(duì)高海拔和生物應(yīng)力具有不同的適應(yīng)性，例如白粉病。

T. urartu的基因組序列為多倍體小麥基因組的分析提供了二倍體參考，是系統(tǒng)研究小麥和相關(guān)草的基因組進(jìn)化和遺傳變異的寶貴資源。它有望促進(jìn)發(fā)現(xiàn)賦予小麥遺傳改良重要特征的基因，以應(yīng)對(duì)全球糧食安全和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的未來(lái)挑戰(zhàn)。

研究結(jié)果在Nature的一篇論文中在線發(fā)表，標(biāo)題為“小麥A亞基因組Triticum urartu祖先的基因組序列”。

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