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全球首發(fā)！中國科學家成功“拼”出小麥完整基因組“拼圖”
2025年04月14日 17:02:25
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：6491
近日,，北京大學的研究團隊成功繪制出小麥的完整基因組圖譜,，推動農(nóng)業(yè)基因組研究邁入新階段，為小麥高產(chǎn)和糧食安全提供了重要科技支撐,。
據(jù)新華社報道,，近日，北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院,、濰坊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)山東省實驗室、小麥育種全國重點實驗室近日在國際學術(shù)期刊《自然·遺傳學》上發(fā)表一項重要成果,，即在國際上首次成功繪制六倍體小麥的端粒到端粒(T2T)完整基因組圖譜，實現(xiàn)了小麥基因組從“頭”到“尾”無缺口的精確“拼圖”,。
現(xiàn)代普通小麥是由三個祖先物種雜交形成的六倍體作物,。作為古老的糧食作物和人類“糧倉支柱”，小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量的提升一直是科學家關(guān)注的焦點,。小麥基因組堪稱“植物界的珠穆朗瑪峰”,，不僅個頭龐大，遺傳密碼總長是水稻的近40倍,、人類的近5倍,，且基因組中超八成是重復序列——這如同把一段長文復印成千上萬次后再拼貼起來，讓人無法窺其全貌,，阻礙了小麥研究和育種應用深入,。
鄧興旺(中)與團隊成員在北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院的植物生長室觀察小麥
“基因組就像是一條擁有多條染色體的長線,。過去小麥基因組這條長線上有很多缺失的部分,，我們是國際上第一次把這整條長線完整連起來，把其從‘頭’到‘尾’沒有一點缺口地拼裝起來，形成完整的小麥基因組圖譜,。”北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院院長,、首席科學家鄧興旺說，“這為未來的分子設(shè)計育種奠定了基石,。”
鄧興旺介紹,，這一完整的小麥基因組圖譜在完整性,、連續(xù)性和準確性上具有顯著優(yōu)勢,，不僅深化了人們對小麥基因組結(jié)構(gòu)和進化機制的理解，還為解析其他復雜多倍體作物基因組提供了范例,。依托此圖譜,，未來科學家將能更精準挖掘與產(chǎn)量、品質(zhì),、抗病性相關(guān)的關(guān)鍵基因,，為小麥品種改良帶來突破。
研究團隊拍攝的小麥染色體顯微成像
北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院研究員何航說,，通過高精度測序等前沿技術(shù)并結(jié)合多種算法,，團隊成功構(gòu)建了擁有約145億個堿基的六倍體小麥T2T基因組。“端粒是存在于真核生物染色體末端的重復DNA序列,，我們首次實現(xiàn)了21對小麥染色體從端粒到端粒的無缺口拼接,。”
何航表示，擁有完整的小麥基因組圖譜,，就像擁有了一張詳細地圖,，可以清楚解析基因組里的一些復雜區(qū)域。“這就像找到了小麥基因組里一個個房間的小鑰匙,，為研究這些復雜區(qū)域的進化過程提供了新線索,。”
利用這張高質(zhì)量基因組圖譜，研究團隊還注釋了14萬多個高置信度蛋白編碼基因,，其中包括許多新發(fā)現(xiàn)的抗病基因,，這為小麥抗病育種提供了新方向。專家認為,，該成果是中國在農(nóng)業(yè)基因組學研究領(lǐng)域取得的新突破,，意味著小麥基因組研究邁入新階段，為小麥高產(chǎn)和糧食安全提供了重要科技支撐,。
素材來源：新華網(wǎng)
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