破译 Einkorn 的 DNA,释放出更有弹性、更有营养的面包品种

破译 Einkorn 的 DNA,释放出更有弹性、更有营养的面包品种

一个研究小组绘制了einkorn(一种古老的谷物)的完整基因组,揭示了小麦进化史的见解。这一突破可以培育出具有抗病性、高产和耐寒性等改良特性的面包小麦品种。

研究人员绘制了古代 einkorn 小麦的基因组图谱,通过利用 einkorn 的遗传多样性,为培育更具弹性和营养的面包小麦品种开辟了途径。

基于中东作为谷物作物驯化历史发源地之一的声誉,KAUST领导的团队编制了第一张完整的基因组图谱,该图谱是一种被称为einkorn的古老谷物。

长达52亿个字母的序列为了解不同小麦品种的进化起源提供了一个窗口。它可以帮助农民和作物育种者开发具有更强抗病性、更高产量和更高耐寒性的面包小麦品种。

利用遗传多样性进行未来育种

“通过了解einkorn的遗传多样性和进化历史,研究人员现在可以利用其潜力进行未来的育种工作,并开发更具弹性和营养的小麦品种,”该研究的第一作者之一,KAUST的前博士生Hanin Ahmed说。

Einkorn 是世界上最古老的驯化谷物之一,其历史可以追溯到 10,000 多年前的中东肥沃地区,其种植开始于此。被称为小麦的小麦,einkorn 今天仍在食用,因其独特的风味特征和众多营养价值而受到珍视。然而,随着面包小麦的普及,它在几千年来全球粮食生产中的重要性逐渐下降。

面包小麦品种通常产量更高,使其在经济上更适合大规模商业农业。然而,与野生的近亲相比,现代面包小麦的遗传多样性有所降低,许多育种者现在担心现有作物在面对气候变化和新的疾病威胁时将如何发展。

输入 einkorn。由于古老的谷物保持着更大的基因库,它可能拥有开发面包小麦所需的遗传秘密,可以继续养活世界上不断增长的人口。

揭开古代谷物的秘密

为了解开这些秘密,由KAUST的Simon Krattinger和Jesse Poland领导的团队部署了DNA测序技术的组合,为野生和驯化的einkorn品种创建了高质量的基因组组装。

研究人员以前认为小麦的进化是一个稳定的过程,不同小麦品种的混合有限。但是,根据Krattinger的说法:“我们的基因组分析现在表明,小麦的历史要复杂得多,并且涉及不同小麦品种之间的大量混合和基因流动,”包括einkorn,它可能生长在其他小麦品种附近,导致两个密切相关的物种之间的DNA混合,直到今天仍然很明显。

正如人类基因组包含来自尼安德特人表亲的序列一样,现代面包小麦基因组中也散落着 einkorn DNA 的残余。

Krattinger指出,事实上,过去einkorn基因的引入可能在帮助面包小麦适应不断变化的气候条件方面发挥了作用。如果历史有任何迹象,那么未来也是如此,尤其是在现代分子引导育种技术的帮助下。

“我们实验室的资源将有助于将有益基因从einkorn精确地转移到面包小麦中,”Krattinger说。

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