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科学家完成小麦测序草图

文章来源:管理员      作者:Admin   来源:1zplay电竞比分网 点击数: 次      发布时间:2012-12-05

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对面包型小麦基因组进行的初步测序有助于科学家的改良工作。
图片来源:H. F. Schwartz/美国科罗拉多州立大学

    一些人相信,攀登农作物基因组中的珠穆朗玛峰——具有挑战性的小麦基因组——的艰巨任务已经接近完成。一个国际研究团队已经拿出了一份小麦脱氧核糖核酸(DNA)序列的草图——这份草图鉴别出了小麦的许多基因,并且可能勾勒出了有望改良这种关键农作物的数以千计的潜在遗传突变。

    并未参与该项工作的美国雅典市佐治亚大学的植物遗传学家Jeffrey Bennetzen表示:“小麦改良以及植物遗传学的一个巨大资源已经得到了开发。”

    小麦是全球种植最为广泛的农作物,并且在全世界有无数人以小麦为食。然而科学家一直努力试图控制住其复杂的遗传性状。一个复杂性在于两类小麦——面包型小麦(普通小麦)和通心粉型小麦(硬粒小麦)——具有完全不同的DNA构成。通心粉型小麦——是两种野生小麦的杂交型——具有两种基因组,每一种都源自其祖先。

    而面包型小麦则更为复杂:它拥有3种基因组,是通心粉型小麦与第三种野生小麦杂交的产物。这项新的研究主要聚焦于面包型小麦的基因组。研究人员在11月28日的《自然》杂志网络版上报告了这一研究成果。

    面包型小麦拥有的DNA数量几乎是人类基因组的6倍。与只是将两种祖先基因组合二为一的玉米不同,面包型小麦将它的3个基因组完好无损地传递给下一代。并未参与该项工作的澳大利亚阿德莱德大学的植物遗传学家Peter Langridge指出:“由于小麦具有3种相关的基因组,因此一个大问题是确定哪些基因是来自哪个基因组的。”

    为了开始破译这些DNA,英国诺里奇市约翰·英纳斯中心的植物遗传学家Michael Bevan及其同事,对来自各种各样面包型小麦的数百万个DNA片段进行了测序,之后,研究人员又将这些包含有基因的片段拼凑在一起。研究人员还对两种小麦祖先的基因组进行了测序,并将它们分配到自己在3个基因组中发现的9.5万个基因的2/3中去。研究人员基于这些基因的相似性对其进行了分组;在一些情况下,有的组因为杂交而扩大,而在其他情况下,它们则缩小了。因此,与祖先相比,面包型小麦具有更多的存储空间、防御反应和能量代谢蛋白质。

    作为这项计划的一部分,研究人员还对其他几种面包型小麦进行了简单测序,并发现了它们在基因上的差异。这些差异代表了能够改善品质——例如抗旱性——从而培育出新的小麦品系的潜在资源。

    这份草图基因组并没有确定小麦基因的精确位置,或是确定它们在基因之间的地位。Langridge强调:“这并不是一个全序列。”“如果小麦的目标基因组序列是珠穆朗玛峰,那么这个非常有用的分析则相当于用最棒的相机进行了一次低空飞越。”Bennetzen指出,“几乎所有的特征都已经被发现,但是理解它们之间的联系则需要进行真正的努力,从而用一种不同的方法测量这一基因组。”

    小麦的世界产量和种植面积,居于栽培谷物的首位,以面包型小麦种植最广,占全世界小麦总面积的90以上;通心粉型小麦的播种面积约为总面积的6~7。