科学家解密古老谷物Einkorn的DNA 推出更有韧性、更有营养的面包品种

这个长达 52 亿个字母的序列为了解不同小麦物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培育出抗病性更强、产量更高、耐寒性更好的面包小麦品种。

利用基因多样性促进未来育种

该研究的第一作者之一、前卡塔赫纳科技大学博士生哈宁-艾哈迈德（Hanin Ahmed）说："通过了解小麦的遗传多样性和进化历史，研究人员现在可以利用其潜力开展未来的育种工作，并开发出更有韧性、更有营养的小麦品种。"

最原始的二倍体栽培种一粒小麦是世界上最古老的驯化谷物之一，可追溯到一万多年前的中东肥沃地区，那里是一粒小麦种植的发源地。这种谷物被称为Triticum monococcum，至今仍被人们食用，其独特的风味和众多的营养价值深受人们喜爱。然而，千百年来，随着面包小麦的流行，它在全球粮食生产中的重要性逐渐下降。

展示驯化小麦（左）和野生小麦（右）麦穗的Triticum monococcum绘画。70x50 厘米，纸面水彩。图片来源：2023 年 Robyn Palescandolo 为 KAUST 的沙漠农业中心创作

面包小麦品种一般产量较高，这使它们在大规模商业农业中更具经济可行性。然而，与野生小麦相比，现代面包小麦的遗传多样性有所降低，许多育种家现在担心的是，面对气候变化和新的疾病威胁，现有作物将如何生存。

回到Einkorn，由于这种古老的谷物保持着较大的基因库，因此它可能蕴藏着开发面包小麦所需的基因秘密，这种面包小麦可以继续养活世界上不断增长的人口。

为了揭开这些秘密，由卡塔赫纳科技大学的西蒙-克拉廷格和杰西-波兰领导的研究小组综合运用DNA测序技术，为野生和驯化的裸麦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，不同小麦物种之间的混合很有限。但Krattinger 说："我们的基因组分析现在显示，小麦的历史要复杂得多，涉及不同小麦品种之间的大量混合和基因流动。包括 Einkorn 在内，这种小麦很可能生长在靠近其他小麦品种的地方，导致这两种密切相关的小麦品种之间的 DNA 混合，这种情况至今仍然很明显。"

正如人类基因组中含有尼安德特人表亲的序列一样，现代面包小麦基因组中也遍布着小麦 DNA 的残余。

Krattinger 指出，事实上，过去引进的一粒小麦基因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。如果历史能够说明问题，那么未来也会如此，尤其是在现代分子指导育种技术的帮助下。实验室的资源将有助于把小麦中的有益基因精确地转移到面包小麦中。

编译来源：ScitechDaily