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世界上最古老的馴化作物完整基因組出爐
作者：許悅 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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早在1.2萬(wàn)年前人們就開(kāi)始種植小麥了，其中單粒小麥被認(rèn)為是人類(lèi)種植的第一種作物。
隨著世界各地農(nóng)業(yè)發(fā)展，單粒小麥被普通小麥取而代之。人們不斷選育粒徑大、易脫粒的小麥。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的集約種植和選育，普通小麥反而失去了對(duì)干旱、高溫和蟲(chóng)害的天然抗性。而這些抗性在當(dāng)前氣候變化威脅下，對(duì)作物來(lái)說(shuō)尤為重要。
為了幫小麥“重拾”這些重要抗性，由美國(guó)馬里蘭大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，對(duì)單粒小麥的完整基因組進(jìn)行了測(cè)序，并追溯了其演化歷史。這些信息有助研究人員識(shí)別耐疾病、干旱、高溫等的遺傳特性，并將其重新引入現(xiàn)代普通小麥中。這是在保護(hù)世界糧食供應(yīng)在未來(lái)幾年免受氣候變化，以及日益惡劣的天氣影響中邁出的重要一步。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然》。
“此次基因組測(cè)序讓我們意識(shí)到，單粒小麥?zhǔn)强裳芯康哪Ｊ轿锓N。它不僅可以為普通小麥研究提供參考，還可以為黑麥、大麥、燕麥等其他小谷物提供參考�！闭撐墓餐�第一作者、馬里蘭大學(xué)博士生Adam Schoen說(shuō)。
與普通小麥不同，如今的單粒小麥仍保有野生種和馴化種，它們生長(zhǎng)在多樣的環(huán)境中，被粗放種植，未經(jīng)過(guò)較強(qiáng)的選育。這意味著，它保留著較強(qiáng)的抗逆性。
馬里蘭大學(xué)教授Vijay Tiwari領(lǐng)導(dǎo)的大規(guī)模育種項(xiàng)目，旨在將抗逆性基因重新引入普通小麥中。
然而，從普通小麥的數(shù)十萬(wàn)個(gè)基因中找到與抗性相關(guān)的，任務(wù)艱巨。此時(shí)，單粒小麥就是最好的幫手。通過(guò)將單粒小麥基因組與2018年成功測(cè)序的普通小麥基因組進(jìn)行比較，研究人員可以縮小目標(biāo)范圍，最終確定了可組成單個(gè)基因約50億個(gè)堿基對(duì)，并將它們按正確順序排列。
目前，研究人員已經(jīng)開(kāi)始識(shí)別重要的影響作物經(jīng)濟(jì)因素的基因，比如粒徑基因，并進(jìn)行擇性培育。
此外，該研究獲得的單粒小麥的完整基因組使科學(xué)家能夠追溯小麥演化史，從而深入了解人類(lèi)歷史。研究人員發(fā)現(xiàn)，自首次馴化并在歐洲和中亞傳播種植以來(lái)，單粒小麥已經(jīng)進(jìn)行了多次雜交。因此，對(duì)基因組的詳細(xì)分析可以為人類(lèi)遷徙和定居的研究提供信息。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06389-7
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