小麥北“硬”南“軟”有了科學(xué)解釋

本報(bào)記者 喻思南

小麥有上萬(wàn)年的馴化歷史。前不久，我國(guó)科學(xué)家牽頭開(kāi)展的一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)了小麥品種分化的關(guān)鍵區(qū)域，并揭開(kāi)了小麥演化的奧秘，相關(guān)成果刊登在近日出版的《自然》雜志上。該研究由中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員張學(xué)勇團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外科學(xué)家共同完成。

小麥基因組極為復(fù)雜，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期培育，育成的品種豐富多樣。張學(xué)勇介紹，科研人員挑選了17個(gè)具有代表性的小麥品種，對(duì)它們?nèi)旧w水平的基因組進(jìn)行從頭“組裝”，最終得到了高質(zhì)量的基因組數(shù)據(jù)。研究過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)，染色體跨著絲粒區(qū)域是小麥品種分化的核心區(qū)域。

科研人員分析，我國(guó)小麥品種的遺傳多樣性高于國(guó)外品種。這背后可能有個(gè)原因：我國(guó)小麥商業(yè)化育種發(fā)展的速度相對(duì)沒(méi)那么快，在一定程度上讓小麥的遺傳多樣性得以保留，品種的韌性也維持在較高水平。這一發(fā)現(xiàn)有望為以后調(diào)整作物育種體制提供參考。

冬麥和春麥?zhǔn)窃趺捶只鰜?lái)的?科研人員通過(guò)分析春化基因VRN—A1拷貝數(shù)的變異情況找到了答案。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成員、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授郭偉龍介紹，小麥的祖先種，像野生四倍體、栽培四倍體，基本上都是“春性”類型，體內(nèi)基本只攜帶一個(gè)VRN—A1基因拷貝。后來(lái)，普通小麥發(fā)生了“冬性”突變，VRN—A1基因的拷貝數(shù)也出現(xiàn)了變化，小麥的抗寒性也隨之改變。

該研究還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有意思的現(xiàn)象：小麥地域飲食習(xí)慣潛在造就了小麥北“硬”南“軟”。張學(xué)勇解釋，小麥籽粒的硬度是影響面團(tuán)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵遺傳因素，它受Pina和Pinb兩個(gè)基因控制。當(dāng)這兩個(gè)基因中任何一個(gè)發(fā)生突變或者丟失時(shí)，籽粒硬度就會(huì)提高，用這樣的小麥制作烘焙食品，口感會(huì)更好;要是兩個(gè)基因都正常，就更適合加工饅頭這類松軟的食品。

中國(guó)工程院院士劉旭認(rèn)為，這項(xiàng)研究成果將推動(dòng)我國(guó)小麥種質(zhì)資源研究邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代，加快重要基因的挖掘與利用。

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