最新研究：小麥品種與人文和環境一起協同進化

工人日報-中工網記者 黃哲雯 通訊員 田浩園

中國農科院發佈消息稱，該院作物科學研究所聯合國內外科研院校，在基因組水平全面展示了20世紀50年代以來中國小麥育種歷史，揭示了不同層次的結構變異對小麥適應性和育種的影響，爲全球種質資源的整合和利用、未來小麥智能設計育種提供了重要基因組支撐以及新的視角和策略。11月28日，相關研究成果以研究長文形式發表在國際知名期刊《自然（Nature）》上。

據介紹，小麥是我國僅次於水稻的主糧作物。小麥是異源六倍體，含有三個功能相似、染色體間可發生互換的亞基因組（A，B，D），賦予了其基因組很好的彈性和韌性，能夠更好地耐受基因的丟失、重複、倒位、易位等結構變異衝擊。對代表性小麥品種的基因組進行分析，揭示其基因組水平的演進規律，對未來小麥育種將有一定的指導意義。

研究人員從我國近70年育成的5000多個小麥品種中篩選出有代表性的17個品種，從頭組裝它們染色體水平的高質量基因組，並對精準鑑定出的近25萬個結構變異分析，發現跨着絲粒區域是小麥品種分化的核心區域。

進一步分析發現，這17箇中國小麥品種展現出的遺傳多樣性，遠高於全球其他國家近30年育成品種。研究推斷，這是由於我國小麥商業化育種發展相對較慢，一定程度保留了其品種的遺傳多樣性、維持小麥品種較高的韌性。這爲未來作物育種體制的調整提供了參考。

爲進一步探索小麥品種對環境變化的高度適應性及遺傳基礎，解析小麥“春性”與“冬性”的轉變和演化，研究人員通過分析春化基因VRN-A1拷貝數變異情況，發現小麥的祖先種如野生四倍體、栽培四倍體完全是“春性”類型，而普通小麥中出現“冬性”突變和VRN-A1基因的拷貝數變異，繼而呈現“冬性”——即抗寒性強弱的變化。

研究還發現，基因變異後拷貝數越高，品種抗凍害能力越強。但是與地方品種相比，現代品種中該基因拷貝數降低，推測這可能與最近100年氣候變暖密切相關。這一發現揭示了小麥品種適應性的遺傳基礎，爲未來小麥廣適性育種提供理論指導。

同時，研究人員發現了不同地區小麥品種籽粒硬度變化的演進規律。研究表明，小麥籽粒硬度受Ha基因控制，而該基因突變或丟失，品種籽粒就會變硬。在我國近70年人工選擇和自然選擇雙重作用下，西北、華北小麥品種含Ha基因突變的頻率顯著高於東南、西南地區小麥品種，這與我國居民“北硬”“南軟”的飲食習慣密切相關。這一發現說明，小麥品種既是生產要素，也是飲食文化的重要載體。

來源：工人日報客戶端