小麦代码终于被破解了

今天在国际期刊“科学”杂志上，国际小麦基因组测序协会(IWGSC)公布了世界上种植面积最广的面包小麦基因组的详细描述。这项工作将为生产更适应气候挑战的小麦品种铺平道路，提高产量，提高营养质量和改善可持续性。

该研究文章由来自20个国家的73个研究机构的200多名科学家撰写，介绍了面包小麦品种中国春的参考基因组。沿21条小麦染色体排序的DNA序列是迄今为止小麦产生的最高质量的基因组序列。这是13年国际合作研究的结果。

作为粮食安全的关键作物，小麦是全球人口三分之一以上的主食，占全球人类消耗的卡路里和蛋白质总量的近20%，超过任何其他单一食物来源。它还是维生素和矿物质的重要来源。

为了满足到2050年预计世界人口96亿的未来需求，小麦生产力每年需要增加1.6%。为了保护生物多样性，水和养分资源，这一增长的大部分必须通过目前种植的土地上的作物和性状改良来实现，而不是将新的土地用于种植。

随着参考基因组序列的完成，育种者可以使用新的工具来应对这些挑战。他们将能够更快地识别复杂农艺性状的基因和调控元素，如产量，谷粒质量，抗真菌病和对非生物胁迫的耐受性，并产生更强壮的小麦品种。

“小麦基因组序列让我们可以看到小麦引擎，”墨尔本大学教授和默多克大学教授，AgriBio研究员Rudi Appels说。“我们看到的是精美的结合在一起，通过选择允许变异和适应不同的环境，以及足够的稳定性，以维持在各种气候条件下生存的基本结构。”

预计高质量参考基因组序列的可用性将在未来几十年促进小麦的改良，其益处类似于在其参考序列产生后用玉米和水稻观察到的益处。

“你如何感谢坚持并成功对小麦基因组进行测序并永远改变小麦育种的科学家团队?”内布拉斯加大学林肯分校教授和内布拉斯加州小麦种植者总统主席Stephen Baenziger说。“也许这不是科学家的话，而是富裕的儿童和他们的家庭的微笑，他们的生活已经变好了。”

对面包小麦基因组进行测序长期以来被认为是一项不可能完成的任务，因为其巨大的尺寸 - 比人类基因组大五倍 - 复杂性 - 面包小麦有三个亚基因组，超过85%的基因组由重复元素组成。

“IWGSC执行主任Kellye Eversole解释说：”小麦参考基因组的出版是许多人在IWGSC的旗帜下聚集在一起，做出被认为不可能的工作的高潮。“制作参考序列的方法以及该联盟的原则和政策为大型复杂植物基因组的测序提供了模型，并重申了国际合作对促进粮食安全的重要性。”

小麦参考序列的影响在科学界已经具有重要意义，例如在同一天出版的另外六篇出版物描述和使用参考序列资源，一篇出现在同一期“科学”杂志上，一篇刊登在“科学进展”杂志上。和四个在基因组生物学。此外，自2017年1月向科学界提供资源以来，已发表了100多篇参考参考序列的出版物。

除了21条染色体的序列外，“科学”杂志还提供了107,891个基因和400多万个分子标记的精确定位，以及基因和含有影响基因表达的调控元件的标记之间的序列信息。

IWGSC通过使用经典的物理映射方法和最新的DNA测序技术将过去13年中产生的资源结合起来，实现了这一结果。使用高效算法在21条染色体上组装和排序序列数据，并用专用软件程序鉴定基因。