據項目牽頭人、中國農科院作科所研究員賈繼增介紹,小麥D基因組共有7條染色體,約44億個堿基對,大約是水稻基因組的10倍。通過粗山羊草全基因組分析發現,其抗病相關基因(如NBS-LRR基因等)、抗非生物應激反應的基因數量都發生顯著擴張,因而大大增強了其抗病性、抗逆性與適應性。研究發現,在D基因組中有小麥特有的品質相關基因,而且這些也有許多發生了顯著擴增,從而使小麥的品質性狀大大得到改良,成為唯一能夠制作饅頭、面包、餃子等多種食品的糧食作物。也正是由于D基因組的加入,才使小麥的抗病性、適應性與品質得到大大改良,推動小麥成為世界上種植區域最廣的第一大糧食作物。
賈繼增對記者說,大量的研究還發現,目前大面積種植的普通小麥的D基因組多樣性非常貧乏,已成為制約小麥品種改良的瓶頸。而小麥D基因組的供體種——粗山羊草的遺傳多樣性非常豐富,其中蘊含著許多優良基因。此次小麥D基因組序列草圖的成功繪制,為粗山羊草的開發利用及進一步的品種改良奠定了基礎,對小麥育種、小麥種質資源、小麥功能基因組、小麥進化及比較基因組研究將產生巨大的推動作用,有望使小麥常規育種與雜交小麥取得突破性進展。
賈繼增告訴記者,研究團隊今后將圍繞小麥基因組的精細圖與單倍型圖譜構建、小麥種質資源的變異組學與基因發掘等方面與全國有關單位開展協作攻關,有望使我國的小麥研究在未來的5年內躍居世界領先水平,實現我國小麥研究者數百年來的中國夢。
據了解,小麥及其祖先種原產于西亞(以色列、伊拉克、伊朗、敘利亞、土耳其等)地區的一個很小的“新月沃”地帶,在大約8000-10000年前,小麥的四倍體種(AB基因組)與粗山羊草(D基因組)通過天然雜交,生成了六倍體小麥(ABD基因組),此后才“沖出新月沃,走向世界”,發展成為全世界最主要的糧食作物。