他們的這項工作,產生了第一個小麥單體型圖譜,詳細描述了全球范圍內的小麥樣品系遺傳差異。在遺傳學中,單體型圖譜是將序列水平變異轉化為多個基因圖譜的一種強有力工具。延伸閱讀:《Plant Journal》:提高小麥產量的一種捷徑。
該項目負責人、植物病理學副教授Eduard Akhunov 博士說:“所有這些新的、基因組為基礎的育種策略,都有望顯著加快育種周期,并縮短未來小麥品種的釋放時間。”
植物科學家經常研究一個生物體的基因構成,以培育具有特異性、優良性狀的新品種,如抗旱、抗蟲害或抗病性。Akhunov說,單體型圖譜給科學家提供了豐富遺傳變異數據的訪問性,這些數據可提高小麥基因組中基因定位的精度,提高科學家們在育種試驗中選擇最佳品系的能力。
Akhunov的研究助理Katherine Jordan和Shichen Wang是這項研究的第一作者,相關研究結果以“A haplotype map of allohexaploid wheat reveals distinct patterns of selection on homoeologous genomes”為題,即將發表在國際生物學權威期刊《Genome Biology》。該項目通過國際小麥基因組測序聯盟協調,包括加拿大、澳大利亞、英國和美國的研究機構。大部分工作是在堪薩斯州立大學綜合基因組設施完成。
這項研究的樣本包括來自世界各地的62個小麥品系,它們有的是現代品種,有的是之前通過正規育種技術沒有得以改良的品種,稱為地方品種。
為了減少小麥基因組的復雜性,該研究團隊開發了一種工具,稱為“外顯子捕獲實驗”,只對較大小麥基因組的功能區域進行靶向測序。根據Akhunov介紹,這種技術繞過了基因組中那些重復的部分。
科學家們在小麥品系彼此不同的基因組區域發現了160萬個位點——稱為單核苷酸多態性(SNP)。研究小組使用此信息來描述這些差異對成千上萬個小麥基因功能的影響。
Akhunov 說:“一旦控制農藝性狀的基因被鑒定,它們就可用于改善小麥品種,不僅使用傳統的育種方法,而且也使用基于生物技術和分子生物學的新策略。”