西北農林科技大學農學院教授吉萬全（左四）帶領團隊在田間開展科研。受訪者供圖

小麥的“硬核親戚”十倍體長穗偃麥草，基因復雜如“天書”。西北農林科技大學農學院教授吉萬全帶領團隊聯合中國科學院遺傳與發育生物學研究所等多家單位，成功破譯十倍體長穗偃麥草基因組，繪出一張高質量的“育種導航圖”。相關成果近日發表於國際期刊《分子植物》。

人們平時吃的饅頭、面條，都來自小麥。小麥有“嬌氣”的一面——怕旱、怕鹽鹼地、怕各種病害。十倍體長穗偃麥草雖不能直接磨面粉，卻有著小麥“夢寐以求”的本事：不怕鏽病、白粉病、赤霉病，能應對天旱、地咸、土壤貧瘠。更厲害的是，它的穗子長、花又多，堪稱小麥育種界的“全能選手”。

十倍體長穗偃麥草的基因組有40吉鹼基對（Gb），是人類的十幾倍，且內部充滿重復、相似的片段，就像一本寫滿了字卻到處是重復句子的“天書”，科學家一直無法完整讀出來。吉萬全介紹，新研究採用長讀長測序結合迭代重組裝策略，有效解決了部分單倍型塌縮難題，最終獲得高質量單倍型基因組精細圖譜。

這張“地圖”包含了41.33Gb的遺傳信息，還鑒定出57萬多個高置信度基因，是目前小麥家族裡基因數量最多的“基因庫”。尤為引人注目的是，抗赤霉病關鍵基因Fhb7形成了含22個拷貝的串聯基因簇，分布於5條染色體上，抗病潛力大。

據悉，研究團隊還繪出包含348份材料的小麥—長穗偃麥草漸滲系群體“導航圖”，系統編目了育種實踐中捕獲的有利變異。“這張圖譜把幾十年的遠緣雜交經驗和現代基因組學連在了一起。”吉萬全介紹，“育種家能更准、更快地把抗病、抗旱、耐鹽鹼等好基因‘搬’進小麥，為小麥育種提供可以直接用的靶點和材料”。（記者 王禹涵）