這是中國農(nóng)業(yè)大學承擔,中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所參與的“十二五”863計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領域課題“小麥A、D基因組深度測序和抗病功能基因組”取得的重要進展。
小麥是世界上分布最廣、種植面積最大的作物,其及祖先種原產(chǎn)于西亞地區(qū)一個很小的“新月沃”地帶。約8000—10000年前,小麥的四倍體種(AB基因組)與粗山羊草(D基因組)通過天然雜交,生成了六倍體小麥(ABD基因組),此后才“沖出新月沃,走向世界”。
小麥A基因組的測序和草圖繪制,是由中科院遺傳發(fā)育所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室小麥研究團隊發(fā)起,通過與深圳華大基因研究院和美國加州大學戴維斯分校合作完成。研究團隊鑒定出34879個編碼蛋白基因,其基因數(shù)量與已知禾本科植物基因組的基因數(shù)相似。
小麥D基因組草圖的繪制,是由中國農(nóng)科院作物所與深圳華大基因研究院等合作,鑒定出34498個編碼蛋白的基因。研究發(fā)現(xiàn),在進化過程中由于大量反轉(zhuǎn)座子重復序列在基因間的插入,導致小麥A和D基因組的劇烈擴增,其抗病相關基因、抗非生物應激反應的基因數(shù)量都發(fā)生了顯著擴張,大大增強了其抗病性、抗逆性與適應性。
這些研究為小麥重要農(nóng)藝性狀基因的克隆、基因組選擇和分子育種奠定了基礎。