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【导语】近日，中国科学家在国际上首次成功绘制出六倍体小麦的完整基因组图谱，实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确“拼图”。这一突破性成果由北京大学现代农业研究院等团队共同完成(chéng)，并(bìng)在(zài)《自(zì)然(rán)·遗(yí)传(chuán)学(xué)》上(shàng)发(fā)表(biǎo)。该(gāi)成(chéng)果(guǒ)为(wèi)小(xiǎo)麦(mài)高(gāo)产(chǎn)和(hé)粮(liáng)食(shí)安(ān)全提(tí)供(gōng)了(le)重(zhòng)要(yào)科(kē)技(jì)支(zhī)撑(chēng)，同(tóng)时(shí)也(yě)为(wèi)小(xiǎo)麦(mài)育(yù)种(zhǒng)和(hé)基(jī)因(yīn)组(zǔ)学(xué)研(yán)究(jiū)开(kāi)启(qǐ)了(le)新(xīn)阶(jiē)段(duàn)。

现(xiàn)代(dài)普(pǔ)通(tōng)小(xiǎo)麦(mài)是(shì)由(yóu)三(sān)个(gè)祖(zǔ)先(xiān)物(wù)种(zhǒng)杂(zá)交(jiāo)形(xíng)成(chéng)的(de)六(liù)倍(bèi)体(tǐ)作(zuò)物(wù)。作(zuò)为(wèi)古(gǔ)老(lǎo)的(de)粮(liáng)食(shí)作(zuò)物(wù)和(hé)人(rén)类(lèi)“粮(liáng)仓(cāng)支(zhī)柱(zhù)”，小(xiǎo)麦(mài)这(zhè)种(zhǒng)作(zuò)物(wù)的(de)产(chǎn)量(liàng)和(hé)质(zhì)量(liàng)的(de)提(tí)升(shēng)一(yī)直(zhí)是(shì)科(kē)学(xué)家(jiā)关注(zhù)的(de)焦(jiāo)点(diǎn)。

北(běi)京(jīng)大(dà)学(xué)现(xiàn)代(dài)农(nóng)业(yè)研(yán)究(jiū)院(yuàn)、潍(wéi)坊(fang)现(xiàn)代(dài)农(nóng)业(yè)山(shān)东(dōng)省(shěng)实(shí)验(yàn)室(shì)、小(xiǎo)麦(mài)育(yù)种(zhǒng)全国(guó)重(zhòng)点(diǎn)实(shí)验(yàn)室(shì)近(jìn)日(rì)在(zài)国(guó)际(jì)学(xué)术(shù)期(qī)刊(kān)《自(zì)然(rán)·遗(yí)传(chuán)学(xué)》上(shàng)发(fā)表(biǎo)一(yī)项(xiàng)重(zhòng)要(yào)成(chéng)果(guǒ)，即(jí)在(zài)国(guó)际(jì)上(shàng)首(shǒu)次(cì)成(chéng)功(gōng)绘(huì)制(zhì)六(liù)倍(bèi)体(tǐ)小(xiǎo)麦(mài)的(de)端(duān)粒(lì)到(dào)端(duān)粒(lì)（T2T）完(wán)整(zhěng)基(jī)因(yīn)组(zǔ)图(tú)谱(pǔ)，实(shí)现(xiàn)了(le)小(xiǎo)麦(mài)基(jī)因(yīn)组(zǔ)从(cóng)“头(tóu)”到(dào)“尾(wěi)”无(wú)缺(quē)口(kǒu)的(de)精(jīng)确(què)“拼(pīn)图(tú)”。

专(zhuān)家(jiā)认(rèn)为(wèi)，该(gāi)成(chéng)果(guǒ)是(shì)中(zhōng)国(guó)在(zài)农(nóng)业(yè)基(jī)因(yīn)组(zǔ)学(xué)研(yán)究(jiū)领(lǐng)域取(qǔ)得(de)的(de)新(xīn)突(tū)破(pò)，意(yì)味(wèi)着(zhe)小(xiǎo)麦(mài)基(jī)因(yīn)组(zǔ)研(yán)究(jiū)迈(mài)入(rù)新(xīn)阶(jiē)段(duàn)，为(wèi)小(xiǎo)麦(mài)高(gāo)产(chǎn)和(hé)粮(liáng)食(shí)安(ān)全提(tí)供(gōng)了(le)重(zhòng)要(yào)科(kē)技(jì)支(zhī)撑(chēng)。

2025年(nián)4月(yuè)13日(rì)，北(běi)京(jīng)大(dà)学(xué)现(xiàn)代农业研究院院长、首席科学家邓兴旺（中）与团队成员在北京大学现代农业研究院的植物生长室观察小麦。新华社发

小麦基因组堪称“植物界的珠穆朗玛峰”，不仅个头庞大，遗传密码总长是水稻的近40倍、人类的近5倍，且基因组中超八成是重复序列——这如同把一段长文复印成千上万次后再拼贴起来，让人无法窥其全貌，阻碍了小麦研究和育种应用深入。

北京大学现代农业研究院研究员何航说，通过高精度测序等前沿技术并结合多种算法，团队成功构建了拥有约145亿个碱基的六倍体小麦T2T基因组。“端粒是存在于真核生物染色体末端的重复DNA序列，我们首次实现了21对小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接。”

“基因组就像是一条拥有多条染色体的长线。过去小麦基因组这条长线上有很多缺失的部分，我们是国际上第一次把这整条长线完整连起来，把其从‘头’到‘尾’没有一点缺口地拼装起来，形成完整的小麦基因组图谱。”北京大学现代农业研究院院长、首席科学家邓兴旺说，“这为未来的分子设计育种奠定了基石。”

研究团队拍摄的小麦染色体显微成像（资料照片）。新华社发

拥有完整的小麦基因组图谱，就像拥有了一张详细地图，可以清楚解析基因组里的一些复杂区域。“这就像找到了小麦基因组里一个个房间的小钥匙，为研究这些复杂区域的进化过程提供了新线索。”何航说。

利用这张高质量基因组图谱，研究团队还注释了14万多个高置信度蛋白编码基因，其中包括许多新发现的抗病基因，这为小麦抗病育种提供了新方向。

邓兴旺说，这一完整的小麦基因组图谱在完整性、连续性和准确性上具有显著优势，不仅深化了人们对小麦基因组结构和进化机制的理解，还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。依托此图谱，未来科学家将能更精准挖掘与产量、品质、抗病性相关的关键基因，为小麦品种改良带来突破。

记者魏梦佳