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【导语】近日，中国科学家在国际上首次成功绘制出六倍体小麦的完整基因组图谱，这一突破性成果由北京大学现代农业研究院等机构在国际学术期刊《自然·遗传学》上发表。小麦作为古老而重要的粮食作物，其基因组庞大且复杂，此次完整图谱的绘制为小麦高产和粮食安全提供了重要科技支撑，标志着小麦基因组研究迈入新阶段。该成果不仅深化了对小麦基因组结构和进化的理解，还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例，预示着小麦品种改良的新突破即将到来。

现代普通小麦是由三个祖先物种杂交形成的六倍体作物。作为古老的粮食作物和人类“粮仓支柱”，小麦这种作物的产量和质量的提升一直是科学家关注的焦点。

北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室、小麦育种全国重点实验室近日在国际学术期刊《自然·遗传学》上发表一项重要成果，即在国际上首次成功绘制六倍体小麦的端粒到端粒（T2T）完整基因组图谱，实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确“拼图”。

专家认为，该成果是中国在农业基因组学研究领域取得的新突破，意味着小麦基因组研究迈入新阶段，为小麦高产和粮食安全提供了重要科技支撑。

2025年4月13日，北京大学现代农业研究院院长、首席科学家邓兴旺（中）与团队成员在北京大学现代农业研究院的植物生长(zhǎng)室(shì)观(guān)察(chá)小(xiǎo)麦(mài)。新华社发

小麦基因组堪称“植物界的珠穆朗玛峰”，不仅个头庞大，遗传密码总长是水稻的近40倍、人类的近5倍，且基因组中超八成是重复序列——这如同把一段长文复印成千上万次后再拼贴起来，让人无法窥其全貌，阻碍了小麦研究和育种应用深入。

北京大学现代农业研究院研究员何航说，通过高精度测序等前沿技术并结合多种算法，团队成功构建了拥有约145亿个碱基的六倍体小麦T2T基因组。“端粒是存在于真核生物染色体末端的重复DNA序列，我们首次实现了21对小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接。”

“基因组就像是一条拥有多条染色体的长线。过去小麦基因组这条长线上有很多缺失的部分，我们是国际上第一次把这整条长线完整连起来，把其从‘头’到‘尾’没有一点缺口地拼装起来，形成完整的小麦基(jī)因(yīn)组(zǔ)图(tú)谱(pǔ)。”北(běi)京(jīng)大(dà)学(xué)现(xiàn)代(dài)农(nóng)业(yè)研(yán)究(jiū)院(yuàn)院(yuàn)长(zhǎng)、首(shǒu)席(xí)科(kē)学(xué)家(jiā)邓(dèng)兴(xìng)旺(wàng)说(shuō)，“这(zhè)为(wèi)未(wèi)来(lái)的(de)分(fēn)子(zi)设(shè)计(jì)育(yù)种(zhǒng)奠(diàn)定(dìng)了(le)基(jī)石(shí)。”

研(yán)究(jiū)团(tuán)队(duì)拍(pāi)摄(shè)的(de)小(xiǎo)麦(mài)染色体显微成像（资料照片）。新华社发

拥有完整的小麦基因组图谱，就像拥有了一张详细地图，可以清楚解析基因组里的一些复杂区域。“这就像找到了小麦基因组里一个个房间的小钥匙，为研究这些复杂区域的进化过程提供了新线索。”何航说。

利用这张高质量基因组图谱，研究团队还注释了14万多个高置信度蛋白编码基因，其中包括许多新(xīn)发(fā)现(xiàn)的(de)抗(kàng)病(bìng)基(jī)因(yīn)，这(zhè)为(wèi)小(xiǎo)麦(mài)抗(kàng)病(bìng)育(yù)种(zhǒng)提(tí)供(gōng)了(le)新(xīn)方(fāng)向(xiàng)。

邓(dèng)兴(xìng)旺(wàng)说(shuō)，这(zhè)一(yī)完(wán)整(zhěng)的(de)小(xiǎo)麦(mài)基(jī)因(yīn)组(zǔ)图(tú)谱(pǔ)在(zài)完(wán)整(zhěng)性(xìng)、连(lián)续(xù)性(xìng)和(hé)准(zhǔn)确(què)性(xìng)上(shàng)具(jù)有(yǒu)显(xiǎn)著(zhe)优(yōu)势(shì)，不(bù)仅(jǐn)深(shēn)化(huà)了(le)人(rén)们(men)对(duì)小(xiǎo)麦(mài)基(jī)因(yīn)组(zǔ)结(jié)构(gòu)和(hé)进(jìn)化(huà)机(jī)制(zhì)的(de)理(lǐ)解(jiě)，还(hái)为(wèi)解(jiě)析(xī)其(qí)他(tā)复(fù)杂(zá)多(duō)倍(bèi)体(tǐ)作(zuò)物(wù)基(jī)因(yīn)组(zǔ)提(tí)供(gōng)了(le)范(fàn)例(lì)。依(yī)托(tuō)此(cǐ)图(tú)谱(pǔ)，未(wèi)来(lái)科(kē)学(xué)家(jiā)将(jiāng)能(néng)更(gèng)精(jīng)准(zhǔn)挖(wā)掘(jué)与(yǔ)产(chǎn)量(liàng)、品(pǐn)质(zhì)、抗(kàng)病(bìng)性(xìng)相(xiāng)关的(de)关键基(jī)因(yīn)，为(wèi)小(xiǎo)麦(mài)品(pǐn)种(zhǒng)改(gǎi)良(liáng)带(dài)来(lái)突(tū)破(pò)。

记(jì)者(zhě)魏(wèi)梦(mèng)佳(jiā)