研究人员重建野生小麦的基因组

由特拉维夫大学科学家Assaf Distelfeld博士领导的国际研究小组重建了野生小麦Triticum turgidum的基因组，该小麦是世界上几乎所有驯化小麦的原始形式。

小麦是奠基作物之一，有可能在 10,000多年前促使新石器时代过渡到肥沃新月的农业社会。

其驯化导致性状发生变化，这主要与种子休眠，穗形态和籽粒发育有关。

例如，虽然野生小麦的穗状花序在成熟时会破碎，但所有驯化的小麦穗状花序仍保持完整，这使收割更加容易。

Distelfeld博士说：“从生物学和历史的角度来看，我们创建了一个“时间隧道”，可以用来检查农业起源之前的小麦。”

为了重建小麦小麦的14条染色体，Distelfeld博士及其合作者使用了3D基因测序数据和软件。

“与其他大多数农作物相比，小麦的基因组要复杂得多，其基因组是人类基因组大小的三倍，”合著者，以色列NRGene公司首席执行官吉尔·罗宁博士说。

“不过，我们开发的计算技术使我们能够快速组装野生小麦的14条染色体中发现的非常大而复杂的基因组，使其达到基因组研究从未达到的标准。”

萨斯喀彻温大学的合著者Curtis Pozniak博士补充说：“我们如此迅速地产生野生小麦基因组序列的能力是基因组研究的一大进步。”

“小麦几乎占人类消耗的热量的20%，因此，对提高小麦的产量和质量的高度重视对我们未来的粮食供应至关重要。”

为了了解进化到非破碎状态的潜在遗传变化，研究人员将负责驯化小麦破碎的基因与野生小麦的相应基因进行了比较。

他们在驯化的小麦中鉴定了两个失去功能的基因簇。

当他们用恢复了这些基因簇之一的小麦菌株进行工程改造时，小麦表现出独特的尖峰，其上部是脆性的，而下部是不脆性的。

这些结果表明，这两个基因簇在转化野生小麦的脆性中起作用。

Distelfeld博士说：“我们与现代小麦的比较使我们能够鉴定出允许驯化的精确基因-从野生种小麦过渡到现代品种。”

“虽然野生小麦的种子很容易从植物上掉下来并散落开来，但两个基因的变化意味着在驯化的小麦中，种子仍然附着在茎上;正是这种特性使人类能够收获小麦。”

特拉维夫大学的合著者丹尼尔·查莫维茨博士说：“这项研究是公共和私人实体之间的协同合作伙伴关系。”

“最终，这项研究将对全球粮食安全产生重大影响。”

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