迄今為止，科學(xué)家已經(jīng)為面包小麥基因組創(chuàng)建了最精確的導(dǎo)航系統(tǒng) - 允許學(xué)者和育種者比以往更容易地分析其基因。小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾闹骷Z之一，但也是最復(fù)雜的。三個(gè)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(fù)的，因此更難以進(jìn)行測(cè)序和分析?，F(xiàn)在，利用先進(jìn)的測(cè)序技術(shù)和計(jì)算方法，Earlham研究所的科學(xué)家和John Innes中心的同事發(fā)表了世界上最完整的小麥基因組圖。它包括100,000多個(gè)小麥 基因的位置和詳細(xì)注釋。超過(guò)五分之一(22%)的人完全沒(méi)有參加早期的集會(huì)，或者只是作為碎片被發(fā)現(xiàn)。

“我們將我們研究所開(kāi)發(fā)的最新測(cè)序和生物信息學(xué)技術(shù)應(yīng)用于龐大而復(fù)雜的小麥基因組。我們能夠取得任何人見(jiàn)過(guò)的最佳結(jié)果，包括發(fā)現(xiàn)以前隱藏的基因，”資深作者M(jìn)atthew Clark說(shuō)。 Earlham Institute(EI)的技術(shù)開(kāi)發(fā)。“此外，我們所有的方法都是開(kāi)放的，任何人都可以使用。這是至關(guān)重要的，因?yàn)槿澜绲男←淒NA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(kāi)始使用這些方法對(duì)許多品種的英國(guó)小麥進(jìn)行測(cè)序。方法，我們希望其他人能夠?qū)λ麄儑?guó)家重要的小麥基因組進(jìn)行測(cè)序，“他說(shuō)。

發(fā)表在基因組研究中的結(jié)果集中在稱為中國(guó)春天的品種 - 中國(guó)春天 - 基因組研究的標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目由生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(huì)資助，由EI，John Innes中心(JIC)，歐洲生物信息學(xué)研究所和Rothamsted研究所資助，并得到PSGB(德國(guó)慕尼黑)和西澳大利亞大學(xué)的國(guó)際合作伙伴的贊助。改進(jìn)的基因組裝配與高質(zhì)量的測(cè)序數(shù)據(jù)和新方法相結(jié)合，使EI科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別具有有趣功能的基因組和基因組區(qū)域。在以前的組裝中，許多基因缺失或僅作為片段發(fā)現(xiàn)。通過(guò)鑒定基因的完整DNA序列，EI科學(xué)家已經(jīng)能夠識(shí)別更完整的相似基因組 - 稱為基因家族 - 這對(duì)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(xué)家已經(jīng)利用這些進(jìn)展來(lái)探索英國(guó)品種，他們已經(jīng)在EI的開(kāi)放數(shù)據(jù)網(wǎng)站Grassroots Genomics上發(fā)布了6個(gè)小麥基因組。來(lái)自John Innes中心和Sainsbury實(shí)驗(yàn)室的他們和科學(xué)家們也開(kāi)始使用這些結(jié)果來(lái)更準(zhǔn)確地了解哪里可以找到抗病基因和對(duì)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(guò)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(jì)90年代中期以來(lái)，產(chǎn)量增長(zhǎng)停滯不前。更好的小麥基因組圖譜對(duì)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(lái)自厄勒姆研究所的主要作者Bernardo Clavijo說(shuō)：“世界各地的科學(xué)家們已經(jīng)在使用這些新結(jié)果。但更重要的是，我們的開(kāi)放式方法可以為任何小麥品系和許多其他復(fù)雜的基因組提供更高的準(zhǔn)確度。這種基因組的復(fù)雜性一直是一種一次性的藝術(shù)作品?，F(xiàn)在我們有辦法可靠地做到這一點(diǎn)，并達(dá)到一種能夠進(jìn)行徹底分析的標(biāo)準(zhǔn)。“

“我們正朝著越來(lái)越多的小麥品系進(jìn)行測(cè)序并使用這些和類似技術(shù)進(jìn)行比較的情景。每種小麥品種的這種細(xì)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(duì)精英品種進(jìn)行更詳細(xì)的分析，這將直接影響小麥育種計(jì)劃。“

新研究的合著者Ksenia Krasileva將組裝的創(chuàng)建比作使用GPS進(jìn)行導(dǎo)航：“育種者可能知道小麥中有一些非常有用的東西，例如保護(hù)作物免受疾病侵害或改善面筋制作面筋但是，如果沒(méi)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(dǎo)航視圖，為各種物種中的有用基因提供了路標(biāo)。“

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

來(lái)自John Innes中心的共同作者M(jìn)ichael Bevan說(shuō)：“我們幫助開(kāi)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。它們將使育種者能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)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(shí)間。“