新解码的小麦基因组开启了工程超级食品的大门

调整作物的DNA使其更加坚硬和高效是基因编辑技术最有希望的应用之一。这对小麦来说是不可能的，因为它的复杂基因组已被证明难以解码，但现在一个国际研究团队终于破解了它。

为了解决这个问题，超过85%的基因组由重复的部分组成。对基因组进行测序是通过将其分解成块以使其更容易阅读然后再将它们拼接在一起来完成的，但如果它的大部分是相同的话，这很难做到。

这就是为什么花了200多名研究人员13年来为面包小麦建立第一个完全注释的参考基因组，国际小麦基因组测序联盟(IWGSC)本周在科学论文中提出了这一点。基因组提供了一个地图，使植物生物学家能够确定基因和调控网络，这些基因和调控网络负责产量，耐旱性和抗虫性等许多有用的特性。

这可能是至关重要的，因为根据联合国粮食及农业组织的数据，小麦是世界上三分之一左右的主要作物，到2050年，产量需要增加60%才能跟上人口增长的步伐。

研究人员长期以来一直使用传统的杂交育种方法培育新的小麦品种，但这个过程既昂贵又费时且难以预测，因为不可能保证后代会从父母那里继承正确的基因组合。

位于墨西哥城附近的国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)领导了大量此项工作，但其小麦研究负责人Ravi Singh告诉大西洋他们已经开始利用新基因组来识别遗传密码潜在的重要特征。

他们能够做到这一点，因为基因组实际上已于2017年1月提供给研究人员。这意味着已经有大量关于新知识实际应用的工作，本周的出版物还伴随着其他六项科学，科学进展的研究。，和基因组生物学。

间的发现迄今所取得是，使茎的植物更硬的基因(并因此更耐干钻害虫)，与大米，科学家们已经用来提高此特征在实验室生长的植物粒度共享一个基因和365种蛋白质的基因，在人类中产生过敏反应，如乳糜泻。

IWGSC的研究人员甚至在基因组中利用基因编辑技术CRISPR配对发现，确定负责开花时间的基因，并对其进行编辑，使植物早日开花数天。他们还在研究如何在不同的发育阶段开启或关闭特定基因，这开启了将作物的遗传定制于其季节性环境的诱人前景。

最终，科学家面临的最大挑战可能是监管。欧盟最高法院 - 欧盟法院 -最近裁定，CRISPR编辑的工厂受制于该集团严格的通用汽车规则，许多人担心这些规则可能会扼杀创新。最近有关CRISPR潜在意外后果的披露意味着我们不太可能在短期内看到态度转变。

还有一个有效的论点，即世界上许多粮食问题不是生产问题，而是物流问题。特别是在发展中国家，由于运输不足，储存不良以及缺乏包装技术，大量产品被浪费或损坏。是否应将资金用于改善供应链而非新作物品种是一个悬而未决的问题。

但是，随着气候变化使我们的地球变得越来越荒凉和不可预测，快速调整我们的作物到新环境的能力可能是我们的工具库中的关键工具。已经破解了大米，玉米和大豆，令人放心的是，我们已经能够将世界上种植最广泛的作物添加到我们的库存中。

小麦的基因组图谱被证明是如此困难的部分原因在于其庞大的大小 - 与人类的20,000个相比，接近108,000个基因。它还包含三对每条染色体，因为我们今天所知的植物实际上是几千年前杂交的三种草的杂交。

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