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全球首张六倍体小麦完整基因组图谱在山东绘就
大众网记者 孟栩可 通讯员 王臻臻 潍坊报道
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。
基因组测序是解析生命密码的关键技术。T2T技术通过超高精度测序实现染色体端粒到端粒的全覆盖，是作物分子设计育种的基石。小麦基因组庞大、结构复杂且富含高度重复序列，长期以来阻碍了小麦深入研究和育种应用的深入。科研团队创新采用PacBio HiFi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。相比以往，这一图谱在完整性、连续性和准确性上实现了质的飞跃。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。相比同类研究，精度提升47%，为小麦着丝粒功能和进化提供了新视角。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。
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快照生成时间：2025-03-24 23:45:06
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