Science | 西北农林科技大学参与完成高质量中国春小麦全基因组

点击上方「BioArt植物」↑关注我们！

小麦是全球最重要的粮食作物，养活了世界上40%的人口，提供了20%人类所需热能和蛋白质。我国是世界上小麦生产和消费大国，常年种植的面积为2400万公顷左右，年产量近1.3亿吨。生产上广泛种植的普通小麦是一个经两次自然杂交而形成异源六倍体。与水稻和玉米等作物相比，小麦基因组至今没有完全破译的一个重要原因是因为其基因组庞大（六倍体AABBDD，总碱基数约为17 Gb，相当于水稻基因组的40倍）而且高度重复。近年来，随着测序技术的突破、功能基因组学的快速发展以及研究方法的大幅改进，为科学家最终完全破译小麦基因组奠定了基础。

2018年8月17日，Science杂志在线发表了题为“Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome”的研究长文，公布了中国春小麦高质量全基因组参考序列（IWGSC RefSeq v1.0）。该工作由国际小麦全基因组测序联盟（International Wheat Genome Sequencing Consortium，IWGSC）完成。西北农林科技大学农学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室的宋卫宁教授团队参与完成了7DL染色体物理图谱构建及序列图谱破译工作。

此次公布的小麦基因组组装大小为14.5 Gb，其中contig N50和scaffold N50分别为52 Kb和7 Mb，superscaffold N50达到了22.8 Mb，平均每条染色体仅有76个superscaffold。研究人员注释到107,891个高置信度蛋白质编码基因、161,537个低置信度蛋白质编码基因、3,968,974个转座子和其他的非编码RNA、tRNA、插入核基因组的叶绿体和线粒体DNA片段等。

利用该版本的基因注释，研究人员对来自于32个不同时期组织的850个样本进行了转录组分析，鉴定出了一系列重要农艺性状的时空表达调控网络。此外，文章以小麦茎秆硬度相关的QTL（SSt1）和开花时间相关的基因（FLC）为例，证明了以IWGSC RefSeq v1.0提供的基因组信息为基础，通过正向遗传学或反向遗传学加速小麦基因功能研究的可行性。

高质量小麦基因组的公布对小麦育种，尤其是分子设计育种，具有重要意义；同时，该成果也必将极大促进小麦的基础研究工作。

西北农林科技大学宋卫宁教授、聂小军博士、童维博士以及崔立操博士等参与了该项工作。

点击底部“阅读原文”查看论文原文。主要研究结果参考ScienceAAAS（ID: Science-AAAS）。