迄今為止，科學家已經(jīng)為面包小麥基因組創(chuàng)建了最準確的導航系統(tǒng) - 允許學者和育種者比以往更容易地分析其基因。小麥是世界上最重要的主糧之一，但也是最復雜的。三個亞基因組一起包含的DNA比人類基因組多五倍。這種遺傳物質(zhì)中有近80%是重復的，因此更難以進行測序和分析。

現(xiàn)在，利用先進的測序技術(shù)和計算方法，Earlham研究所的科學家與John Innes中心的同事一起發(fā)表了世界上最完整的小麥基因組圖。它包括100,000多個小麥基因的位置和詳細注釋。超過五分之一(22%)的人完全沒有參加早期的集會，或者只是作為碎片被發(fā)現(xiàn)。

“我們將我們研究所開發(fā)的最新測序和生物信息學技術(shù)應用于龐大而復雜的小麥基因組。我們能夠取得任何人見過的最佳結(jié)果，包括發(fā)現(xiàn)以前隱藏的基因，”資深作者Matthew Clark說。 Earlham Institute(EI)的技術(shù)開發(fā)。

“此外，我們所有的方法都是開放的，任何人都可以使用。這是至關(guān)重要的，因為全世界的小麥DNA變化，這是它在不同環(huán)境中取得成功的關(guān)鍵。我們已經(jīng)開始使用這些方法對許多品種的英國小麥進行測序。方法，我們希望其他人能夠?qū)λ麄儑抑匾男←溁蚪M進行測序，“他說。

發(fā)表在基因組研究中的結(jié)果集中在稱為中國春天的品種 - 中國春天 - 基因組研究的標準品種?；蚪M和注釋的獲取比基因組門戶植物Ensembl上的任何其他資源都要多，在那里它們可供數(shù)千名研究人員和育種者使用多年。該項目由生物技術(shù)和生物科學研究委員會資助，由EI，John Innes中心(JIC)，歐洲生物信息學研究所和Rothamsted研究所資助，并得到PSGB(德國慕尼黑)和西澳大利亞大學的國際合作伙伴的贊助。

改進的基因組裝配與高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù)和新方法相結(jié)合，使EI科學家能夠更準確地識別具有有趣功能的基因組和基因組區(qū)域。在先前的組裝中，許多基因缺失或僅作為片段發(fā)現(xiàn)。通過鑒定基因的整個DNA序列，EI科學家已經(jīng)有可能確定更完整的相似基因組 - 稱為基因家族 - 這對于產(chǎn)量，抗病性或?qū)r(nóng)業(yè)重要的其他品質(zhì)非常重要。

EI科學家已經(jīng)利用這些進展來探索英國品種，他們已經(jīng)在EI的開放數(shù)據(jù)網(wǎng)站Grassroots Genomics上發(fā)布了6個小麥基因組。來自John Innes中心和塞恩斯伯里實驗室的他們和科學家們也開始使用這些結(jié)果來更準確地了解哪里可以找到抗病基因和對面包的粘彈性特征重要的基因 - 這使得它變得柔軟和海綿狀。

全世界有超過20億人依賴小麥作為主食，使其成為全球糧食安全的重要作物。然而，自20世紀90年代中期以來，產(chǎn)量增長停滯不前。更好的小麥基因組圖譜對于打破僵局至關(guān)重要。它將有助于揭示可以培育成優(yōu)良品種的重要性狀的位置。

來自厄勒姆研究所的主要作者Bernardo Clavijo說：“世界各地的科學家們已經(jīng)在使用這些新結(jié)果。但更重要的是，我們的開放式方法可以為任何小麥品系和許多其他復雜的基因組提供更高的準確度?；蚪M的這種復雜性一直是一種一次性的藝術(shù)作品。現(xiàn)在我們有辦法可靠地做到這一點，并達到一種能夠進行徹底分析的標準。“

“我們正朝著越來越多的小麥品系進行測序并使用這些和類似技術(shù)進行比較的情景。每種小麥品種的這種細節(jié)將有助于新的發(fā)現(xiàn)和加速繁殖。我們已經(jīng)在養(yǎng)殖業(yè)工作與其他研究人員一樣，可以對精英品種進行更詳細的分析，這將直接影響小麥育種計劃。“

新研究的合著者Ksenia Krasileva將組裝的創(chuàng)建比作使用GPS進行導航：“育種者可能知道小麥中有一些非常有用的東西，例如用于保護作物免受疾病侵害或用于改善面筋制作面筋但是，如果沒有高質(zhì)量的基因組裝配，就像駕駛濃霧一樣。全基因組裝配和注釋基因提供了小麥基因的衛(wèi)星導航視圖，為各種物種中的有用基因指路。“

EI組組長David Swarbreck說：“這是迄今為止最全面的小麥基因注釋，它代表了一項重大進展，將幫助小麥育種者和研究人員加速進一步改進，特別是因為結(jié)果可供任何人免費使用。”

來自John Innes中心的共同作者Michael Bevan說：“我們幫助開發(fā)的新資源已經(jīng)打破了障礙，并提供了研究小麥的新方法。它們將允許育種者更準確地預測哪些品系可以繁殖，并且直接鑒定最有希望的后代。這可以節(jié)省數(shù)年制作新品種的時間。“