潍坊,全球首次!
2025-03-26 08:50 新派客户端
近日,潍坊现代农业山东省实验室/北京大学现代农业研究院和小麦育种全国重点实验室在《自然-遗传学》上发表突破性成果:全球首次成功绘制了六倍体小麦的端粒到端粒(T2T)完整基因组图谱“CS-IAAS1.0”,实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确拼组,总长度达14.51Gb(约145亿个碱基)。这一成果不仅展示了我国在农业基因组学研究领域的国际领先地位,为破解主粮作物“基因密码”提供了中国方案,对保障国家粮食安全具有战略意义。
研究团队创新采用PacBioHiFi高精度测序和ONT超长读长测序等前沿技术,结合多重算法,成功构建了六倍体小麦T2T基因组。研究团队首次清晰解析了小麦基因组中着丝粒、端粒和核糖体DNA重复序列(rDNA阵列)等复杂区域。同时,该成果揭示了小麦从四倍体演化为六倍体过程中发生的23处主要染色体片段倒位(约5.18亿个碱基),为推测对染色体折断和重新连接发挥了作用。研究还发现小麦基因组中大量重复序列并非“冗余”,而是驱动其进化的重要力量,使小麦在进化中积累了丰富的遗传变异,增强了环境适应力,颠覆了重复序列是“基因组垃圾”的传统认知。研究团队还通过蛋白质组学手段验证了基因结构,进一步提高了注释可靠性。这份经过严格校准的基因目录将成为功能基因组学研究的宝贵资源。
本次成果的发布,标志着小麦基因组研究进入新阶段,深化了对小麦基因组结构和进化机制的理解,为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。未来,依托这一高质量参考基因组,科学家将能更精准地挖掘与产量、品质、抗病性相关的关键基因,为小麦品种改良带来革命性突破。