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提起小麦，大家都不陌生，它是人类最重要的粮食作物，经过加工，变身为馒头、面条、大饼、面包等各式各样的食物，养活了全球超三成人口。
不过，日常随处可见的小麦，却带来了让国际一众科研团队望而却步的难题——基因组测序。
小麦基因组体量庞大、重复序列极多，有“植物界的珠穆朗玛峰”之称。总长达14.51Gb的基因组中，含145亿个碱基，是水稻的40倍、人类的5倍，其中更有85%的重复序列，因此人类始终无法看清其全貌，极大阻碍了小麦研究和育种应用。国际小麦基因组测序联盟（IWGSC）曾公开表示，绘制小麦基因组图谱，是“不可能完成的任务”。
然而，中国科研团队完成了这一任务。
近日，来自潍坊现代农业山东省实验室（北京大学现代农业研究院）的科研团队在国际顶级学术期刊《自然·遗传学》发表全球首张六倍体小麦端粒到端粒（T2T）完整基因组图谱，完成了对小麦全部21对染色体头尾无缺口精准拼接，标志着人类对小麦的认知正式迈入无盲区时代。
世界领先的成果背后，是一支跨学科团队的历时两年艰苦攻关。为构建完整的小麦基因组序列图谱，该团队集合了来自测序技术专家、生物信息学家和育种等多领域21位专家。期间，他们创新融合前沿技术，突破算力等各种瓶颈，最终在2023年8月绘制出完整图谱，将不可能变为现实。
“过去我们只能通过零碎的基因组片段推测小麦的生命逻辑，现在终于有了完整清晰的图谱。”潍坊现代农业山东省实验室（北京大学现代农业研究院）主任主任邓兴旺介绍，这一成果，为精准定位控制性状的基因组提供了“导航”，让科学家能像编写“免疫程序”般设计抗病的小麦。利用这一“导航”，研究团队注释了超14万个高置信度蛋白编码基因，新发现了大量抗病基因，为小麦抗病育种提供了新方向。不仅如此，小麦进化过程中的基因组变化以及重复序列中蕴藏的抵抗气候变化和病虫害的奥秘也得到揭示，这些都为培育新品种小麦提供了有力支撑。
目前，该团队正利用相关成果开展小麦育种研究，培育兼具抗病、高产等优质特性的突破性新品种。
（大众新闻记者 王佳声 张蓓 编辑 徐晨 设计 张怀博 实习生 孙凯歌 通讯员 李东昊）
