IT之家 04月14日 10:33
中国科学家成功“拼”出小麦完整基因组“拼图”
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近日,北京大学现代农业研究院等机构在《自然·遗传学》上发表重要成果,首次绘制出六倍体小麦的端粒到端粒(T2T)完整基因组图谱。这项突破性进展如同为小麦基因组构建了一张详细地图,解决了小麦基因组庞大、复杂和重复序列多的难题。该研究利用高精度测序和先进算法,实现了21对小麦染色体的无缺口拼接,为小麦研究和育种应用奠定了坚实基础,并为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。

🌾 首次绘制T2T完整基因组图谱:研究团队利用高精度测序等技术,成功构建了约145亿个碱基的六倍体小麦T2T基因组,实现了21对小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接,解决了小麦基因组研究的长期难题。

🗺️ 拥有详细基因组地图:完整的小麦基因组图谱如同详细地图,可以清楚解析基因组里的复杂区域,为研究这些复杂区域的进化过程提供了新线索,有助于更深入地理解小麦基因组结构和进化机制。

🔬 发现新抗病基因:研究团队利用高质量基因组图谱,注释了14万多个高置信度蛋白编码基因,其中包括许多新发现的抗病基因,为小麦抗病育种提供了新的研究方向。

🌱 为小麦品种改良带来突破:依托该完整图谱,未来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,加速小麦品种改良进程,为小麦高产和粮食安全提供科技支撑。

IT之家 4 月 14 日消息,据新华社报道,近日,北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室、小麦育种全国重点实验室在国际学术期刊《自然・遗传学》上发表重要成果,即在国际上首次成功绘制出六倍体小麦的端粒到端粒(T2T)完整基因组图谱,实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确“拼图”。

据IT之家了解,小麦作为古老的粮食作物和人类“粮仓支柱”,其产量和质量的提升一直是科学家关注的焦点。然而,小麦基因组庞大且复杂,遗传密码总长是水稻的近 40 倍、人类的近 5 倍,且超八成是重复序列,让人无法窥其全貌,这给小麦研究和育种应用带来了巨大挑战。

北京大学现代农业研究院研究员何航表示,团队通过高精度测序等前沿技术并结合多种算法,成功构建了拥有约 145 亿个碱基的六倍体小麦 T2T 基因组,首次实现了 21 对小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接。北京大学现代农业研究院院长、首席科学家邓兴旺形象地比喻说,基因组就像是一条拥有多条染色体的长线,过去小麦基因组这条长线上有很多缺失的部分,现在国际上第一次把这整条长线完整连起来,形成完整的小麦基因组图谱,为未来的分子设计育种奠定了基石。

拥有完整的小麦基因组图谱,就如同拥有一张详细地图,可以清楚解析基因组里的复杂区域,为研究这些复杂区域的进化过程提供新线索。利用这张高质量基因组图谱,研究团队还注释了 14 万多个高置信度蛋白编码基因,其中包括许多新发现的抗病基因,为小麦抗病育种提供了新方向。

专家认为,该成果是中国在农业基因组学研究领域取得的新突破,意味着小麦基因组研究迈入新阶段,为小麦高产和粮食安全提供了重要科技支撑。这一完整的小麦基因组图谱在完整性、连续性和准确性上具有显著优势,不仅深化了人们对小麦基因组结构和进化机制的理解,还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。依托此图谱,未来科学家将能更精准挖掘与产量、品质、抗病性相关的关键基因,为小麦品种改良带来突破。

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