作為世界上分布最廣、種植面積最大的作物,小麥的基礎與應用基礎研究具有重要地位。由于小麥基因組龐大而復雜,在進入基因組學時代之后,小麥基因組研究嚴重滯后,大大制約了小麥品種改良及相關研究的進展。此次小麥D基因組序列草圖的成功繪制,使小麥研究進入了一個新的發展時期,對于小麥育種、小麥種質資源、小麥功能基因組、小麥進化及比較基因組研究將產生巨大的推動作用。
據項目牽頭人、中國農科院作科所研究員賈繼增介紹,小麥D基因組共有7條染色體,約44億個堿基對,大約是水稻基因組的10倍。通過粗山羊草全基因組分析發現,其抗病相關基因、抗非生物應激反應的基因數量都發生顯著擴張,因而增強了其抗病性、抗逆性與適應性。研究還發現,在D基因組中有小麥特有的品質相關基因,也有許多發生了顯著擴增,從而使小麥的品質性狀得到改良,成為唯一能夠制作饅頭、面包等多種食品的糧食作物。正是由于D基因組的加入,才使小麥的抗病性、適應性與品質得到大大改良,推動小麥成為世界上種植區域最廣的第一大糧食作物。
大量研究發現,目前大面積種植的普通小麥的D基因組多樣性非常貧乏,已成為制約小麥品種改良的瓶頸。小麥D基因組的供體種——粗山羊草的遺傳多樣性非常豐富,蘊含著許多優良基因。據悉,下一步研究團隊將圍繞小麥基因組的精細圖與單倍型圖譜構建、小麥種質資源的變異組學與基因發掘等方面與全國有關單位開展協作攻關,有望使我國的小麥研究在未來5年內躍居世界領先水平。