全球首個小麥完整基因組圖譜 在山東這個實驗室誕生

原標題：開屏見“好”|全球首個小麥完整基因組圖譜，在山東這個實驗室誕生

提起小麥，大家都不陌生，它是人類最重要的糧食作物，經(jīng)過加工，變身為饅頭、面條、大餅、面包等各式各樣的食物，養(yǎng)活了全球超三成人口。

不過，日常隨處可見的小麥，卻帶來了讓國際一眾科研團隊望而卻步的難題——基因組測序。

小麥基因組體量龐大、重復序列極多，有“植物界的珠穆朗瑪峰”之稱。總長達14.51Gb的基因組中，含145億個堿基，是水稻的40倍、人類的5倍，其中更有85%的重復序列，因此人類始終無法看清其全貌，極大阻礙了小麥研究和育種應用。國際小麥基因組測序聯(lián)盟（IWGSC）曾公開表示，繪制小麥基因組圖譜，是“不可能完成的任務”。

然而，中國科研團隊完成了這一任務。

近日，來自濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實驗室（北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院）的科研團隊在國際頂級學術期刊《自然·遺傳學》發(fā)表全球首張六倍體小麥端粒到端粒（T2T）完整基因組圖譜，完成了對小麥全部21對染色體頭尾無缺口精準拼接，標志著人類對小麥的認知正式邁入無盲區(qū)時代。

世界領先的成果背后，是一支跨學科團隊的歷時兩年艱苦攻關。為構建完整的小麥基因組序列圖譜，該團隊集合了來自測序技術專家、生物信息學家和育種等多領域21位專家。期間，他們創(chuàng)新融合前沿技術，突破算力等各種瓶頸，最終在2023年8月繪制出完整圖譜，將不可能變?yōu)楝F(xiàn)實。

“過去我們只能通過零碎的基因組片段推測小麥的生命邏輯，現(xiàn)在終于有了完整清晰的圖譜。”濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實驗室（北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院）主任主任鄧興旺介紹，這一成果，為精準定位控制性狀的基因組提供了“導航”，讓科學家能像編寫“免疫程序”般設計抗病的小麥。利用這一“導航”，研究團隊注釋了超14萬個高置信度蛋白編碼基因，新發(fā)現(xiàn)了大量抗病基因，為小麥抗病育種提供了新方向。不僅如此，小麥進化過程中的基因組變化以及重復序列中蘊藏的抵抗氣候變化和病蟲害的奧秘也得到揭示，這些都為培育新品種小麥提供了有力支撐。

目前，該團隊正利用相關成果開展小麥育種研究，培育兼具抗病、高產(chǎn)等優(yōu)質特性的突破性新品種。

（大眾新聞記者 王佳聲 張蓓 編輯 徐晨 設計 張懷博 實習生 孫凱歌 通訊員 李東昊）