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2019年06月05日 星期三


中国科学家成功破译距今约3800年的古小麦全基因组

2019-06-05 11:14:09   来源:新华网   作者:张建

小麦进入中国后是如何传播扩散的。中国科学家近期在古代小麦研究领域取得重大进展,成功测定并分析了首例距今约3800年的小麦全基因组序列,证明了古代小麦与中国西南地区现存的普通小麦地方品种的密切关系,提出普通小麦从青藏高原边缘到长江流域的扩散路线。

  小麦进入中国后是如何传播扩散的。中国科学家近期在古代小麦研究领域取得重大进展,成功测定并分析了首例距今约3800年的小麦全基因组序列,证明了古代小麦与中国西南地区现存的普通小麦地方品种的密切关系,提出普通小麦从青藏高原边缘到长江流域的扩散路线。

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这是距今3800年的小麦种子的超景深三维显微镜照片(吉林大学生命科学学院、吉林大学边疆考古研究中心教授崔银秋提供)。 新华社发

  这项研究系古代小麦基因组研究的首次尝试,为理解东西方文化交流以及农业传播提供了跨时间维度的直接证据。

  吉林大学生命科学学院、吉林大学边疆考古研究中心教授崔银秋介绍,六倍体普通小麦是世界上最重要的粮食作物之一。普通小麦驯化始于大约1万年前近东的新月沃地,然后向西扩散到欧洲,向东扩散到东亚。然而,小麦进入中国的传播途径仍不清楚。

  为揭开未解之谜,研究人员克服了古植物中DNA含量极低、降解损伤严重的困难,从新疆文物考古研究所提供的距今3800年的单粒小麦种子中成功提取到其基因组DNA,并利用新一代测序技术对中国新疆小河和古墓沟墓地出土的7粒古代小麦种子进行了全基因组测序和序列组装。

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这是现代小麦地方品种与古代样本的基因组数据的系统发育和聚类分析图(吉林大学生命科学学院、吉林大学边疆考古研究中心教授崔银秋提供)。新华社发

  崔银秋介绍,基因组数据分析和形态学观察均证明出土的小麦为六倍体普通小麦;通过与来自中国以及世界各地的现代六倍体小麦品种的RNA-seq(转录组测序)数据进行系统发育分析,证明了古代小麦与中国西南地区现存的普通小麦地方品种的密切关系。

  研究发现,青藏高原现代地方品种与古代小麦高度相似的等位基因频率,为小麦向高原传播的西南途径提供了更加直接以及有力的分子依据。同时,该项研究还提出了普通小麦从青藏高原边缘到长江流域的扩散路线。

  专家认为,该研究结果为中国种植的现存小麦地方品种的栽培起源、扩散和遗传改良提供了重要信息。

  上述项目是崔银秋教授研究团队与东北师范大学宫磊教授研究团队合作的成果,得到中国国家自然科学基金等资金资助。

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