《大麦基因组测序工作完成》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 田儒雅
  • 发布时间:2017-11-28
  • 美国加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的研究人员和其他来自全球各地的77位科学家对大麦的所有基因组进行了测序。大麦是啤酒和苏格兰单一麦芽威士忌的关键成份。这项研究开始于10年前,目前研究结果已发表在《自然》(Nature)杂志上,文章题为《染色体构象俘获确定了大麦基因组序列》(A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome)。

    加州大学河滨分校基因学教授提摩西·克罗斯(Timothy Close)说:“只有对大麦所有的基因组进行测序,才能让大麦研究者更容易聚焦具体研究目标,包括在品种开发时进行育种和系统的基因研究。”克罗斯提到,这项研究也会对其他粮食作物科学家有所启发,包括大米、小麦、黑麦、玉米、小米、高粱、燕麦,甚至草坪草(草坪草和粮食作物一样,也属于禾本科)。

    大麦作为主食和用于制作发酵饮料、喂养动物的历史已经超过了1万年。早餐谷物、通用面粉以及面包制作中都可以找到它的身影。大麦麦芽为啤酒提供了色泽、主料、蛋白质等优质原料,也为发酵提供了必须的天然糖分。苏格兰单一麦芽威士忌就是只用水和大麦麦芽酿造的。大麦在全球范围内都有种植,俄罗斯、德国、法国、加拿大和西班牙是主要的生产大国。从石器时代开始,大麦麦芽就被人们用来酿造酒精饮料。

    这篇发表在《自然》杂志上的报告研究了对于制麦工艺十分关键的基因组。科学家进行大麦基因组测序后,发现了容易在驯化过程中出现基因瓶颈的基因段。这个结果有利于帮助繁育者在改良作物时进行基因多样性优化。

    10年前,德国莱布尼茨植物遗传学和农作物研究院(Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research)的尼尔斯·斯坦(Nils Stein)领导国际大麦基因组测序团队(Barley Genome Sequencing Consortium),开始收集完整的大麦基因组参考序列。这项工作十分艰难,因为大麦基因数量是人类基因数量的两倍,其中80%还是由高度重复的序列组成,如果不付出大量精力,根本无法准确找到基因组的具体位置。

    科学家们使用了多种新颖的方法来开展这项工作。测序技术、算法设计和计算技术上的重大突破使得这项工作能够顺利开展,但还是花费了来自德国、澳大利亚、中国、捷克、丹麦、芬兰、瑞典、瑞士、英国和美国等世界各地科学家10年的时间。这项研究让科学家对超过39,000个大麦基因有了更多了解。

    (编译 田儒雅)

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