科学家揭开中国小麦品种演进规律

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  本报北京11月28日电 记者杨舒从中国农业科学院作物科学研究所获悉，该所小麦基因挖掘与利用创新团队联合中国农业大学、澳大利亚莫道克大学等，追溯中国近70年的现代小麦育种史，从头组装我国17个代表性小麦品种的高质量基因组，发现小麦品种分化的核心区域——跨着丝粒区域。

  该研究从基因组层面揭示中国小麦因气候变化、地域饮食习惯等因素导致品种演进的遗传机制，为未来小麦的基因组学辅助育种改良提供了宝贵的基因资源信息，也为全球种质资源的整合和利用、支撑未来小麦育种提供了新的视角和策略。相关论文于11月28日发表于国际期刊《自然》。

  中国农业科学院作物科学研究所研究员张学勇介绍，小麦拥有更为庞大而复杂的基因组，其含有3个功能相似、染色体间可互换的亚基因组，具有很高的研究价值。

  经过对中国小麦17个代表品种高质量基因组的重新组装，研究团队发现这些品种展现出远高于全球其他国家近30年小麦育成品种的遗传多样性。研究推断，这是由于我国小麦商业化育种发展相对较慢，一定程度保留了品种的遗传多样性，使得中国小麦品种在对抗自然灾害、病虫害等风险时保持了较高韧性，体现出显著优势。

  研究团队还发现，跨着丝粒区域是小麦3个亚基因组分化的核心区域。进一步研究表明，小麦中诸如春小麦、冬小麦等品种分化，与基因组中的春化基因从“春性”到“冬性”突变有关，同时也与该基因突变以后发生重复有关——重复次数越高，抗冻害能力越强。

  研究团队同时发现不同小麦品种籽粒硬度变化的演进规律。小麦籽粒的硬度影响着面团是否“筋道”，受Ha基因控制，若Ha基因突变或丢失，品种籽粒就会变硬。研究表明，在长期人工选择和自然选择的双重作用下，我国西北、华北地区的小麦品种含Ha基因突变的频率显著高于东南、西南地区的小麦品种，这与我国居民在面食上偏向于“北硬”“南软”的饮食习惯密切相关，也与气候条件有很大关系。