【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(jiū)迈(mài)入(rù)新(xīn)阶(jiē)段(duàn)。该(gāi)成(chéng)果(guǒ)不(bù)仅(jǐn)深(shēn)化(huà)了(le)对(duì)小(xiǎo)麦(mài)基(jī)因(yīn)组(zǔ)结(jié)构(gòu)和(hé)进(jìn)化(huà)的(de)理(lǐ)解(jiě)，还(hái)为(wèi)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室观察小麦。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(jì)上(shàng)第(dì)一(yī)次(cì)把(bǎ)这(zhè)整(zhěng)条(tiáo)长(zhǎng)线(xiàn)完(wán)整(zhěng)连(lián)起(qǐ)来(lái)，把(bǎ)其(qí)从(cóng)‘头(tóu)’到(dào)‘尾(wěi)’没(méi)有(yǒu)一(yī)点(diǎn)缺(quē)口(kǒu)地(de)拼(pīn)装(zhuāng)起(qǐ)来(lái)，形(xíng)成(chéng)完(wán)整(zhěng)的(de)小(xiǎo)麦(mài)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)席科学家邓兴旺说，“这为未来的分子设计育种奠定了基石。”

研究团队拍摄的小麦染色体显微成像（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，其中包括许多新发现的抗病基因，这为小麦抗病育种提供了新方向。

邓兴旺说，这一完整的小麦基因组图谱在完整性、连续性和准确性上具有显著优势，不仅深化了人们对小麦基因组结构和进化机制的理解，还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。依托此图谱，未来科学家将能更精准挖掘与产量、品质、抗病性相关的关键基因，为小麦品种改(gǎi)良(liáng)带(dài)来(lái)突破。

记者魏梦佳