面包小麦的基因组测序

小麦是人类最重要的主食之一 - 但现在只有研究人员才能完全映射这种作物的基因组。在13年的工作中，来自20个国家的200多名研究人员组成的联盟现已解码了面包小麦基因组中的100,000多个基因，400万个遗传标记和众多控制元素。这一突破对于培育新的有弹性的小麦品种尤为重要。研究人员报告说，真菌病和气候变化使得流行品种越来越多。

小麦(Triticum aestivum)是各种面包的原料，是人类约三分之一的最重要的食物。人类20%的卡路里和蛋白质供应基于小麦产品 - 超过任何其他食物。此外，小麦是维生素和矿物质的重要来源。但谷物很难吃：它对干燥和热敏感，整个田地被小麦锈病等真菌病害破坏。气候变化也加剧了这种情况。科学家们已经预测，欧洲小麦种植区的极端天气可能会增加一倍甚至三倍。因此，开发相应的抗性品种显得尤为迫切。

庞大而复杂

问题：小麦基因组庞大而复杂。它大约有160亿个碱基对，是人类基因组的五倍。这种大量的遗传信息也分布在三个亚基因组中，这三个亚基因组位于21条染色体上。更糟糕的是，85%的小麦库存包含重复元素。这使得在以正确的顺序测序后难以重新组装基因组的各个片段。“完整的测序面包小麦的基因组长期被认为是不可能的，因为有如此巨大而复杂，”植物遗传学研究所莱布尼兹尼尔斯斯坦说和作物研究所(IPK)。他是国际小麦基因组测序联盟(IWGSC)的成员，该联盟由200多名研究人员组成。尽管如此，他还是面临着这项艰巨的任务。13年来，来自20多个国家的科学家需要它。

现在它几乎完全映射了面包小麦基因组。研究人员破译了“中国春”小麦品种的遗传密码，从而获得了对这种复杂基因组组织的宝贵见解。测序显示了107,891个基因的确切位置和组成及其在染色体和亚基因组中的分布。此外，科学家们还在基因组中发现了超过四百万个分子标记，以及许多负责调控小麦基因活性的DNA片段。在随附的分析中，研究人员已经成功地将许多基因和基因拷贝分配给特定的功能和组织或细胞。他们说，除其他外，那里有开花的遗传回路，哪些基因在作物对疾病的抗性中发挥作用。科学家也可以鉴定过敏性小麦蛋白的基因。

新小麦品种的基础

“小麦基因组序列让我们深入了解这种作物的引擎，”墨尔本大学的Rudi Appels解释道。“我们所看到的是一种完美组装的遗传材料，它使小麦能够适应不同的环境。与此同时，它提供了足够的稳定性来维持在不同气候条件下生存的基础结构。“研究人员报告说，其中一个有利于此的因素是小麦基因组中基因拷贝的灵活数量。这种可变数量的“备份拷贝”和略微改变的基因变体可以使小麦更容易自发形成新的菌株和品种。IWGSC的科学家现在总结了他们在小麦基因组中的发现，共有六篇专业文章。小麦是人类最重要的主食之一 - 但现在只有研究人员才能完全映射这种作物的基因组。在13年的工作中，来自20个国家的200多名研究人员组成的联盟现已解码了面包小麦基因组中的100,000多个基因，400万个遗传标记和众多控制元素。这一突破对于培育新的有弹性的小麦品种尤为重要。研究人员报告说，真菌病和气候变化使得流行品种越来越多。

小麦(Triticum aestivum)是各种面包的原料，是人类约三分之一的最重要的食物。人类20%的卡路里和蛋白质供应基于小麦产品 - 超过任何其他食物。此外，小麦是维生素和矿物质的重要来源。但谷物很难吃：它对干燥和热敏感，整个田地被小麦锈病等真菌病害破坏。气候变化也加剧了这种情况。科学家们已经预测，欧洲小麦种植区的极端天气可能会增加一倍甚至三倍。因此，开发相应的抗性品种显得尤为迫切。

庞大而复杂

问题：小麦基因组庞大而复杂。它大约有160亿个碱基对，是人类基因组的五倍。这种大量的遗传信息也分布在三个亚基因组中，这三个亚基因组位于21条染色体上。更糟糕的是，85%的小麦库存包含重复元素。这使得在以正确的顺序测序后难以重新组装基因组的各个片段。“完整的测序面包小麦的基因组长期被认为是不可能的，因为有如此巨大而复杂，”植物遗传学研究所莱布尼兹尼尔斯斯坦说和作物研究所(IPK)。他是国际小麦基因组测序联盟(IWGSC)的成员，该联盟由200多名研究人员组成。尽管如此，他还是面临着这项艰巨的任务。13年来，来自20多个国家的科学家需要它。

现在它几乎完全映射了面包小麦基因组。研究人员破译了“中国春”小麦品种的遗传密码，从而获得了对这种复杂基因组组织的宝贵见解。测序显示了107,891个基因的确切位置和组成及其在染色体和亚基因组中的分布。此外，科学家们还在基因组中发现了超过四百万个分子标记，以及许多负责调控小麦基因活性的DNA片段。在随附的分析中，研究人员已经成功地将许多基因和基因拷贝分配给特定的功能和组织或细胞。他们说，除其他外，那里有开花的遗传回路，哪些基因在作物对疾病的抗性中发挥作用。科学家也可以鉴定过敏性小麦蛋白的基因。

新小麦品种的基础

“小麦基因组序列让我们深入了解这种作物的引擎，”墨尔本大学的Rudi Appels解释道。“我们所看到的是一种完美组装的遗传材料，它使小麦能够适应不同的环境。与此同时，它提供了足够的稳定性来维持在不同气候条件下生存的基础结构。“研究人员报告说，其中一个有利于此的因素是小麦基因组中基因拷贝的灵活数量。这种可变数量的“备份拷贝”和略微改变的基因变体可以使小麦更容易自发形成新的菌株和品种。IWGSC的科学家现在总结了他们在小麦基因组中的发现，共有六篇专业文章。