发布日期:2025-04-14 21:56 点击量: 信息来源:beat·365
4月7日,来自现代农业尝试室(大学现代农业研究院)的科研团队正在国际学术期刊《天然·遗传学》发布全球首个六倍体小麦端粒到端粒(T2T)完整基因组图谱,完成对小麦全数21对染色体头尾无缺口精准拼接,标记着人类对小麦这一“粮仓支柱”的认知迈入无盲区时代。这项被比方为“给小麦拆上基因”的冲破,将为高产、抗病、耐旱、耐盐的新品种培育按下加快键。
基因组测序是解析生命暗码的环节手艺。正在绘制图谱过程中,科研团队创制性地融合两种前沿测序手艺:PacBio HiFi测序手艺好像超高精度显微镜,可以或许精准读取2万个碱基长度的DNA片段;ONT超长测序手艺则好像全景广角相机,单次测序长度可冲破20万个碱基。为冲破数据运算瓶颈,专项支撑扩容升级超等计较机核心,为基因组拆卸供给了强大的算力保障。
做为最陈旧的粮食做物之一,小麦的基因组可谓“动物界的珠穆朗玛峰”,它的遗传暗码总长达14。51Gb,含145亿个碱基,是水稻的40倍、人类的5倍,更具有三套既高度同源又有较着分化的亚基因组,好像三套被撕碎后混成一堆的百科全书。特别让科学家头疼的是,基因组中近85%是反复序列,就像把统一段文字复印了成千上万次后胡乱拼贴,保守测序手艺好像拿着恍惚的放大镜,一直无法看清全貌。
最复杂的难题往往藏着最宝贵的宝藏。“有了完整基因图谱,我们第一次能精准定位节制抗病、高产等性状的‘开关’。”论文配合做者何航研究员展现了3。4万个过去未被发觉的高相信度基因。例如,一批NLR抗病基因的识别,让科学家能像编写“免疫法式”般设想抗病的小麦。
这项也被视为应对粮食危机的“科技盾牌”。跟着全球天气变化加剧,极端干旱、高暖和新型病原体频发,小麦从产区的稳产压力陡增。“完整基因组就像一套‘应急预案库’,我们能够快速找到让小麦耐旱、耐盐的基因组合,设想出顺应更恶劣的‘将来小麦’。”邓畅旺告诉记者,通过控制杂交小麦手艺制高点,团队正正在培育兼具抗病、高产、优良特征的冲破性新品种。
为了把这本小麦“生命”拼接完整,邓畅旺组建了一支21人的跨学科团队,调集了测序手艺专家、生物消息学家和育种专家,历经两年多艰辛攻关,实现“珠峰登顶”。
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“过去我们只能通细致碎的基因组片段猜测小麦的生命逻辑,现正在终究有了完整清晰的图谱。”现代农业尝试室(大学现代农业研究院)从任邓畅旺说。
现代农业尝试室(大学现代农业研究院)研究员陈时盛持久努力于小麦抗病遗传育种尝试,借帮全新基因组图谱,他的团队刚完成一个抗病基因的定位克隆。“正在以前版本的参考基因组图中,有些基因所正在的染色体区域存正在拆卸错误,一度使课题研究丢失标的目的、陷入僵局。”陈时盛抽象地比方,“这份图谱为小麦遗传研究拆上了完整版的系统,我们能够精准定位基因正在染色体上的坐标,快速锁定候选基因,显著缩短研究周期。”。
做为全球最主要的粮食做物,小麦年产量已接近8亿吨,养活了全球35%以上的生齿。跟着中国科研团队将完整基因组数据向全球共享,人类正在驯化小麦一万年后,终究实正读懂了这位“老伴侣”的生命暗码。
正如邓畅旺所言:“读懂小麦的基因组,就握紧了粮食平安的命脉。”这场已持续数十年的“基因解码和”,不只让中国正在国际农业科技合作中抢占先机,更让“中国饭碗”拆“中国粮”的底气更脚。(王佳声 张蓓)。
若是把小麦的基因组比做一本由145亿个字符写成的“生命”,过去的科学家只能看到并读懂此中零星的章节,而现在,这本“”第一次被从头至尾完整破译。