生产更好的小麦作物以养活世界 单一到多个小麦基因组学

进入'小麦泛基因组学'时代，从单一到多个小麦DNA参考，Earlham研究所(EI)旨在使世界上最复杂的基因组之一多样化，以提高产量质量和增加这种关键粮食作物的更广泛生产。面包小麦(Triticum aestivum L.)是英国经济上最重要的作物，也是世界上种植面积最广的谷物。小麦生产对新兴经济体和新兴经济体都至关重要。因此，了解小麦基因组学对于维持不断增长的全球人口的产量，同时保护作物免受常见疾病流行和适应极端气候变化条件至关重要。

小麦基因组由于其异常庞大和复杂的基因组而成为科学家们的一个谜。EI先前曾与其他BBSRC资助的研究机构首次对面包小麦基因组进行全面分析，现已利用其基因组学进展与行业和研究合作伙伴合作，以生产更好，更可持续的作物，以帮助全球粮食安全。

从2015年11月发布的最具来源的植物数据参考文献1中，EI开发了一种新方法，该方法正在影响工业界和学术界，以进一步推动小麦基因组学领域进入多参考时代。2017年1月14日在圣地亚哥举行的最大的植物和动物基因组学全球会议PAG公开展示了另外五种小麦品种的新基因组装配。

新的小麦分析在使用由Bernardo Clavijo及其EI算法开发团队开发的基因组装的生物信息学“w2rap”工具交付第一批小麦参考后实现。生命科学行业的领导者拜耳作物科学公司(Bayer Crop Sciences)与该团队进行了一项试验项

现在，产学合作伙伴关系已经导致另外四个品种的委托。这种关系使该行业获得前所未有的基因组分析能力，同时支持EI小麦基因组学方法的发展。

W2rap是一种生物信息学管道，可以破译复杂的基因组并生成强大的组装来指导精确育种。该基因组装配方法将应用于EI的进一步小麦分析，使用基于研究所平台和管道组在EI工作的定制数据生成。

这种独特的工具不仅能够汇集小麦品种的序列数据，而且能够利用新一代测序技术有效，稳健，高效地生产小麦基因组。

与此同时，由Matt Clark博士领导的BBSRC向约翰英思中心(JIC)和NIAB合作资助的EI资助200万英镑，旨在了解对全球重要的14种不同品种小麦品种的基因组成。农业和分析这些数据，以帮助绘制作物的遗传变异。该项目包括使用w2rap方法进一步测序和组装8个小麦品系，并将为作物育种，保存和研究建立小麦遗传资源。

EI主任Neil Hall教授说：“这些新项目非常及时，因为我们在小麦基因组装配和分析方面取得的技术进步克服了复杂性的障碍，现在使我们能够以全新的方式接近小麦遗传学现在我们应该看到以前在其他作物中可能实现的育种计划的快速进展。“

拜耳作物科学基因组学组负责人Fred Van Ex表示：“全球有超过20亿人依赖小麦作为主食。为了满足不断增长的世界人口的需求，拜耳致力于发展高产小麦植物能够承受日益增加的环境压力并提供高质量的最终产品。额外的小麦基因组序列将使我们能够加速鉴定产量和抗生物和非生物胁迫的基因。因此，我们非常兴奋地工作与EI一样，w2rap管道产生的小麦基因组序列将使我们能够开发育种和分离基因的标记，以支持开发满足农民和社会需求的改良小麦品种。“

生物信息学算法项目负责人Bernardo Clavijo说：“w2rap将对公共小麦计划具有重要价值;帮助我们更快地进入小麦泛基因组学，并从完全公开和透明的公共研究重点。从育种者的角度来看，这也是一种工具，可以让他们以前所未有的细节和健壮的方式窥视他们的种质 - 允许我们使用我们的优质公共小麦参考进行交叉分析。我们很高兴与拜耳作物科学合作;使强大的整体影响 - 基因组测序和组装方法成为现实。

“就全球粮食安全而言，收益是双重的。新技术立即纳入育种计划，使育种者能够更快，更便宜地生产出更好的品种。以及我们开发的方法，可以实现从单一参考到一个多基因组的情景，将有效地开始利用世界小麦基因组资源的巨大变化。“

格兰特领导EI技术开发负责人Matt Clark博士说：“这些新的小麦基因组序列有可能从根本上改变小麦育种和作物改良。促进新的研究领域，了解遗传变异和基因功能的贡献。作物的许多不同特征。

“在国际战略框架内工作，该项目将最大限度地利用英国研究和工业小麦育种实践。提供世界一流的知识，资源和培训，以帮助维持英国在小麦基因组学中的全球地位，并促进全球食品的优先发展安全。”