中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院：在國(guó)際上率先完成了小麥D基因組繪制

      近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院宣布在國(guó)際上率先完成了小麥D基因組供體種――粗山羊草基因組草圖的繪制，結(jié)束了小麥沒(méi)有組裝基因組序列的歷史。該項(xiàng)成果于4月4日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)頂級(jí)刊物《自然（Nature）》雜志上（3月24日在線發(fā)表），標(biāo)志著我國(guó)的小麥基因組研究跨入了世界先進(jìn)行列。
      2008年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所牽頭組織發(fā)起小麥D基因組計(jì)劃，由來(lái)自深圳華大基因研究院、澳大利亞Murdoch大學(xué)、德國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院等11個(gè)國(guó)內(nèi)外科研單位近50名科研人員聯(lián)合參加。該項(xiàng)研究工作得到了科技部的大力支持，獲得了“十二五”國(guó)家863計(jì)劃“水稻等主要農(nóng)作物功能基因組研究”重大項(xiàng)目“小麥A、D基因組測(cè)序”課題和“小麥分子染色體工程與功能基因育種研究”主題項(xiàng)目“小麥A、D基因組深度測(cè)序和抗病功能基因組”課題以及國(guó)際合作項(xiàng)目“小麥2D染色體物理圖譜繪制與重要功能基因克隆”的資助。
      小麥及其祖先種原產(chǎn)于以色列、伊拉克、伊朗、敘利亞、土耳其等幾個(gè)西亞國(guó)家交界的叫做“新月沃地”的狹小地帶。大約8000-10000年前，小麥的四倍體種（AB基因組）與粗山羊草（D基因組）通過(guò)天然雜交，生成了六倍體小麥（ABD基因組），此后“沖出新月沃地，走向世界”，成為全世界最主要的糧食作物之一。盡管小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮蠹Z食作物，但由于其基因組龐大而復(fù)雜，相當(dāng)于水稻基因組的40倍，而使其基因組研究嚴(yán)重滯后，大大制約了小麥品種改良及相關(guān)研究的進(jìn)展�？蒲腥藛T經(jīng)過(guò)5年艱苦的努力，完成了小麥D基因組7條染色體，約44億個(gè)堿基對(duì)的草圖。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，小麥D基因組中抗病相關(guān)基因（如NBS-LRR基因等）、抗非生物應(yīng)激反應(yīng)的基因數(shù)量都發(fā)生顯著擴(kuò)張，因而大大增強(qiáng)了其抗病性、抗逆性與適應(yīng)性。研究還發(fā)現(xiàn)，D基因組特有的品質(zhì)相關(guān)基因也發(fā)生了顯著擴(kuò)增，從而使小麥的品質(zhì)性狀得到大大改良，成為唯一能夠制作饅頭、面包、餃子等多種食品的糧食作物。D基因組序列草圖說(shuō)明其對(duì)小麥的抗病性、適應(yīng)性與品質(zhì)改良起著重要作用，解釋了小麥成為世界上種植區(qū)域最廣的糧食作物的遺傳基礎(chǔ)。
      小麥D基因組草圖的完成，極大地拓展了D基因組多樣性在小麥育種中的利用價(jià)值，為解決小麥D基因組多樣性貧乏的瓶頸問(wèn)題，充分挖掘D基因組供體種中蘊(yùn)含的優(yōu)良基因及其利用奠定了基礎(chǔ)，使小麥研究進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。小麥D基因組信息的利用將對(duì)我國(guó)和世界小麥比較基因組和功能基因組研究、小麥進(jìn)化、小麥種質(zhì)資源、小麥分子育種產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。