拼图怎么拼，中国科学家首次绘制六倍体小麦完整基因组图谱 为粮食安全提供科技支撑

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    新华社于 4 月 13 日在北京发布消息，记者魏梦佳参与其中。现代普通小麦是由三个祖先物种杂交而形成的六倍体作物。小麦作为一种古老的粮食作物，同时也是人类的“粮仓支柱”，这种作物的产量提升以及质量提升，一直都是科学家所关注的重点。

    北京大学现代农业研究院近日在国际学术期刊《自然·遗传学》上发表一项重要成果，潍坊现代农业山东省实验室也参与其中。他们在国际上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，实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确“拼图”，同时该成果也出自小麦育种全国重点实验室。

    专家认为，此成果是中国在农业基因组学研究领域所取得的新突破。这意味着小麦基因组研究进入了新的阶段，并且为小麦的高产以及粮食安全提供了重要的科技支撑。

   

    2025 年 4 月 13 日，北京大学现代农业研究院的院长是邓兴旺，他也是首席科学家。邓兴旺（中）与团队成员在北京大学现代农业研究院的植物生长室里对小麦进行观察。此图由新华社发布。

    小麦的基因组如同“植物界的珠穆朗玛峰”。它的个头很大，其遗传密码的总长是水稻的将近 40 倍，是人类的将近 5 倍。并且，基因组中超过八成是重复序列，就好像把一段长文复印了成千上万次后再拼贴起来一样，让人无法窥探到它的全貌，这也阻碍了小麦的研究以及育种应用的深入。

    北京大学现代农业研究院的研究员何航表示，借助高精度测序等前沿技术并且结合多种算法，其团队成功构建出了包含约 145 亿个碱基的六倍体小麦 T2T 基因组。他还说，端粒是存在于真核生物染色体末端的重复 DNA 序列，而他们首次完成了 21 对小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接。

    基因组如同一条带有多条染色体的长线。以往在小麦基因组这条长线上存在许多缺失的部分。我们是国际上首个将整条长线完整地连接起来的，把它从“头”至“尾”毫无缺口地拼装完成，从而形成了完整的小麦基因组图谱。北京大学现代农业研究院院长、首席科学家邓兴旺表示，这为未来的分子设计育种奠定了基础。

   

    研究团队拍摄的小麦染色体显微成像（资料照片）。新华社发

    拥有完整的小麦基因组图谱，就如同拥有了一张详细的地图，能够清楚地解析基因组中的一些复杂区域。何航说：“这就好像找到了小麦基因组里一个个房间的小钥匙，为研究这些复杂区域的进化过程提供了新的线索。”

    研究团队利用这张高质量基因组图谱，进行了注释工作。他们注释了 14 万多个高置信度蛋白编码基因。在这些基因中，包含了许多新发现的抗病基因。这为小麦抗病育种提供了新的方向。

    邓兴旺称，这一完整的小麦基因组图谱在多方面具有显著优势。其一，在完整性上表现突出；其二，在连续性方面也有良好表现；其三，在准确性上同样具备优势。此图谱不仅让人们对小麦基因组结构和进化机制的理解得以深化，还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。凭借此图谱，未来的科学家能够更精准地挖掘与产量相关的关键基因，能够更精准地挖掘与品质相关的关键基因，能够更精准地挖掘与抗病性相关的关键基因，从而为小麦品种改良带来突破。