對面包型小麥基因組進行的初步測序有助于科學家的改良工作。
圖片來源：H. F. Schwartz/美國科羅拉多州立大學

    一些人相信，攀登農(nóng)作物基因組中的珠穆朗瑪峰——具有挑戰(zhàn)性的小麥基因組——的艱巨任務已經(jīng)接近完成。一個國際研究團隊已經(jīng)拿出了一份小麥脫氧核糖核酸（DNA）序列的草圖——這份草圖鑒別出了小麥的許多基因，并且可能勾勒出了有望改良這種關鍵農(nóng)作物的數(shù)以千計的潛在遺傳突變。

    并未參與該項工作的美國雅典市佐治亞大學的植物遺傳學家Jeffrey Bennetzen表示：“小麥改良以及植物遺傳學的一個巨大資源已經(jīng)得到了開發(fā)。”

    小麥是全球種植最為廣泛的農(nóng)作物，并且在全世界有無數(shù)人以小麥為食。然而科學家一直努力試圖控制住其復雜的遺傳性狀。一個復雜性在于兩類小麥——面包型小麥（普通小麥）和通心粉型小麥（硬粒小麥）——具有完全不同的DNA構成。通心粉型小麥——是兩種野生小麥的雜交型——具有兩種基因組，每一種都源自其祖先。

    而面包型小麥則更為復雜：它擁有3種基因組，是通心粉型小麥與第三種野生小麥雜交的產(chǎn)物。這項新的研究主要聚焦于面包型小麥的基因組。研究人員在11月28日的《自然》雜志網(wǎng)絡版上報告了這一研究成果。

    面包型小麥擁有的DNA數(shù)量幾乎是人類基因組的6倍。與只是將兩種祖先基因組合二為一的玉米不同，面包型小麥將它的3個基因組完好無損地傳遞給下一代。并未參與該項工作的澳大利亞阿德萊德大學的植物遺傳學家Peter Langridge指出：“由于小麥具有3種相關的基因組，因此一個大問題是確定哪些基因是來自哪個基因組的。”

    為了開始破譯這些DNA，英國諾里奇市約翰·英納斯中心的植物遺傳學家Michael Bevan及其同事，對來自各種各樣面包型小麥的數(shù)百萬個DNA片段進行了測序，之后，研究人員又將這些包含有基因的片段拼湊在一起。研究人員還對兩種小麥祖先的基因組進行了測序，并將它們分配到自己在3個基因組中發(fā)現(xiàn)的9.5萬個基因的2/3中去。研究人員基于這些基因的相似性對其進行了分組；在一些情況下，有的組因為雜交而擴大，而在其他情況下，它們則縮小了。因此，與祖先相比，面包型小麥具有更多的存儲空間、防御反應和能量代謝蛋白質(zhì)。

    作為這項計劃的一部分，研究人員還對其他幾種面包型小麥進行了簡單測序，并發(fā)現(xiàn)了它們在基因上的差異。這些差異代表了能夠改善品質(zhì)——例如抗旱性——從而培育出新的小麥品系的潛在資源。

    這份草圖基因組并沒有確定小麥基因的精確位置，或是確定它們在基因之間的地位。Langridge強調(diào)：“這并不是一個全序列。”“如果小麥的目標基因組序列是珠穆朗瑪峰，那么這個非常有用的分析則相當于用最棒的相機進行了一次低空飛越。”Bennetzen指出，“幾乎所有的特征都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但是理解它們之間的聯(lián)系則需要進行真正的努力，從而用一種不同的方法測量這一基因組。”

    小麥的世界產(chǎn)量和種植面積，居于栽培谷物的首位，以面包型小麥種植最廣，占全世界小麥總面積的90%以上；通心粉型小麥的播種面積約為總面積的6%～7%。