幾近完成的普通小麥的基因組

麥田

　　研究人員已經展示了普通小麥基因組的序列草圖，從而在通往創制世界上種植最廣泛谷物作物之一的完整參考序列的道路上到達了一個主要的里程碑。他們的工作給了科學家們一個可在小麥個體染色體上快速定位特定基因的工具，這一資源可幫助他們改良小麥育種以滿足從未有過的對食物的更高需求，加快小麥新品種的開發并增加小麥對環境壓力的抵抗性。3則相關的《科學》報道利用了這一幾近完成的序列。

　　對小麥的需求持續地在上升。正如由稻子和其它作物所證明的，普通小麥的一個完整的基因組序列會給有興趣提高作物性能的小麥培育者提供一個重要的資源。然而，普通小麥基因組的大量、重復的特性使得制作這樣一種序列變得困難。如今，在4則報告的第一則中，來自國際小麥基因組測序聯盟（IWGSC）的Klaus Mayer等人展示了普通小麥的基因序列草圖，這是對所有21條染色體的基因含量及組成所做的一個調查。為了實現這一壯舉，他們制定了一個實體繪制策略--對一個叫做Chinese Spring的培育的小麥品種的每個染色體臂進行了分離，測序及組裝。沿著這些染色體臂，研究人員能夠精確定位超過12萬個基因，它們中有許多與在農業上重要的像谷物品質、對病蟲害的抵抗性或非生物脅迫耐受性等特性有關。

　　在第二則相關的報告中，Frédéric Choulet及其在IWGSC的同事給出了一個更完整的被稱作參考序列的序列，該序列是該植物21條染色體中最大的序列：染色體3B。應用一種叫做BAC-to-BAC的測序策略，研究人員確認了數千個沿著3B的重要基因標記；他們的測序工作——利用了由IWGSC研發的策略——將會加快對來自這一染色體的重要基因的確認。由于小麥基因組是高度重復的，并有非常頻繁的插入，因此即使是組裝一個染色體也是困難的。由Choulet等人所做的工作對IWGSC的測序策略給予了支持，從而為測序所剩下的20條染色體建立了一個模板。應用這一相同的策略，明年可能會完成另外幾條普通小麥染色體的測序。

　　正如在另外2篇發表的文章中所揭示的，IWGSC的測序草圖已經為科學家們就小麥基因組的演化及與谷物發育有關的基因提供了新的了解。Thomas Marcussen等人利用該序列草圖來更好地了解現代普通小麥——它起源于3個不同品種間的雜交——的系統發育歷史。他們的發現意味著當今的普通小麥基因組是多輪雜交事件的一個產物，并顯示了對全基因組數據集的分析如何能協助厘清基因演化的復雜模式。Matthias Pfeifer等人對來自發育中的普通小麥谷物組織的RNA產物進行了編目以了解該3種亞基因組是如何促成現代普通小麥基因組對其基因表達的影響的。總之，這些研究為朝著成就一個支持小麥研究與培育的完整的參考序列鋪平了道路。