本报讯 (记者 王瑗)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取得突破性成果: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。
研究团队创新采用PacBioHiFi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。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。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。