萨斯喀彻温大学 麦田里的柯蒂斯·波兹南
信用:克里斯蒂娜·威瑟/USask 萨斯喀彻温大学领导的一个国际团队对代表全球育种计划的15个小麦品种的基因组进行了测序，这是全球小麦生产的一项里程碑式的发现，使科学家和育种者能够更快地识别出提高产量、抗病虫害和其他重要作物性状的有影响力的基因
刚刚发表在《自然》杂志上的研究结果，提供了有史以来最全面的小麦基因组序列图谱
10+基因组计划的合作涉及来自加拿大、瑞士、德国、日本、美国和欧洲的大学和研究所的95多名科学家
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、沙特阿拉伯、墨西哥、以色列、澳大利亚和美国
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项目负责人、小麦育种家、美国大豆作物开发中心主任柯蒂斯·波兹尼克说:“这就像是找到了你已经研究了几十年的最喜欢的谜题的缺失部分。”
“通过获得许多完整的基因组合，我们现在可以帮助解决巨大的小麦泛基因组难题，并开创小麦发现和育种的新时代
" 全球小麦界的科学团体预计将利用这一新资源来识别与需求性状相关的基因，这将提高育种效率
“这种资源使我们能够更精确地控制育种，以提高小麦改良的速度，造福农民和消费者，并满足未来的粮食需求，”波兹南说
小麦是世界上种植最多的谷类作物之一，在全球粮食安全中发挥着重要作用，提供了全球人类热量摄入的20%
据估计，到2050年，小麦产量必须增加50%以上，才能满足日益增长的全球需求
2018年，作为另一个国际联盟的成员，USask研究人员在解码面包小麦品种中国春的基因组方面发挥了关键作用，这是第一个完整的小麦基因组参考，也是一个重要的技术里程碑
该发现发表在《科学》杂志上
“现在我们已经将小麦基因组序列的数量增加了10倍以上，使我们能够识别对育种非常重要的小麦品系之间的遗传差异，”波兹南说
“我们现在可以比较和对比使每个品种独一无二的全部遗传差异
" 莱布尼茨植物遗传学和作物植物研究所(IPK)的Nils Stein和来自德国的项目共同负责人说，“考虑到中国春季参考基因组对研究和应用的重大影响，仅仅两年后我们就提供了与世界各地小麦改良项目相关的额外序列资源，这是一项重大成就
" 10+基因组研究代表了产生数千个小麦基因组序列的更大努力的开始，包括从小麦的野生近缘引入的遗传物质
该研究小组能够追踪基因材料的独特的DNA信号，这些基因材料在过去的一个世纪里被育种者从几个小麦未驯化的亲戚那里整合到现代品种中
“这些小麦近亲已经被育种者用来提高小麦的抗病性和抗逆性，”波兹南克说
“这些亲属中的一个为现代小麦贡献了一个含有抗病基因的DNA片段，并提供了对多种真菌疾病的保护
我们来自堪萨斯州立大学和墨西哥的合作者表明，这一部分可以提高10%的产量
由于育种是一个持续改进的过程，我们可以继续杂交植物来选择这一有价值的性状
" 波兹南克的团队与来自加拿大农业和农业食品部以及加拿大国家研究委员会的科学家合作，还利用基因组序列分离出一种抗虫基因(称为Sm1)，这种基因使小麦植株能够抵御小麦橙花吸浆虫，这种害虫每年会给加拿大西部的生产者造成6000多万美元的损失
“理解这样一个因果基因对育种来说是一个游戏规则的改变者，因为你可以通过简单的基因测试比人工田间测试更有效地选择害虫抗性，”波兹南说
USask团队还包括该论文的第一作者Sean Walkowiak(以前是波兹南团队的成员，现在是加拿大谷物委员会的成员)、开发可视化软件和用户友好数据库来比较基因组序列的计算机科学家卡尔·古特温(Carl Gutwin)，以及USask全球粮食安全研究所基因组学和生物信息学主任安德鲁·夏普(Andrew Sharpe)，他通过组学和精确农业实验室(OPAL)进行测序工作，该实验室是提供基因组学、现象学和生物信息学服务的最先进的实验室
10+基因组计划被国际小麦研究人员的协调机构“小麦倡议”列为重中之重
“这个项目是全球领先研究团队合作的绝佳范例
基本上，从事小麦基因发现、基因分析和分子育种技术部署的每一个小组都将利用这一资源，”小麦倡议科学协调员彼得·朗里奇说
加拿大的资助来自加拿大小麦应用基因组学(CTAG2)研究项目，该项目由加拿大基因组、基因组草原、西部谷物研究基金会、萨斯喀彻温省政府、萨斯喀彻温省小麦发展委员会、艾伯塔省小麦委员会、维特拉、马尼托巴省小麦和大麦种植者协会资助，加拿大第一研究卓越基金通过USask的植物表型和成像研究中心(P2IRC)倡议资助
加拿大基因组公司总裁兼首席执行官罗布·安南说:“这个项目是基因组学如何支持提高食品生产弹性和加强加拿大出口领导地位的一个主要例子。”
“利用基因组学使农业生产适应气候变化，解决粮食和营养不安全问题，并改善作物健康，这对农民和消费者都有好处，我们的经济将从这项研究中看到切实的回报
加拿大基因组公司对加拿大研究人员及其国际合作者的杰出工作感到非常自豪，这突出了基因组学对加拿大人和世界各地其他人的生活产生积极影响的潜力
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