中國08靠設計虛擬實境科學家成功“拼”出小麥完整基因組“拼圖”_中國網

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新華社北京4月13日電(記者魏夢佳)現代普通小麥是由三個祖先物展場設計種雜交形成的六倍體作物。作為古經典大圖老的糧食作物和人類“糧倉支柱”,小麥這種作物的產量和質量的提升一直是科學家關注的焦點。

北京大學現代道具製作農業研究院、濰坊現代農業山東省實驗室、小麥育種全國重點實驗室近日在國際學術期刊《自然·遺傳學》上發表一項重要成果,即在國際上首次成功繪制六倍體小玖陽視覺麥的端粒到端粒(T2VR虛擬實境T)完整基因組圖譜,實現了小麥基經典大圖因組從“頭”到“尾”無缺口的精確“拼圖”。

專家認為,該成果是中國在農業基因組學研究領域取得的新突破,意味著小麥基因組研究邁入新階段,為小麥高產和糧食安全提供了重要科技支撐。

VR虛擬實境2025年4月13日,北京大學現代農業研究院院長、首席科學家鄧興旺(中)與團隊成員在北京大學現代農業研究院的植物生長室觀察小麥。新華社發

小麥基因組堪稱“植物界的珠穆朗瑪峰”,不僅個頭龐大,遺傳密碼總長是水稻的近40倍、人類的近5倍,且基因組中超八成包裝盒是重復策展序列——這如同把一段長文復參展印成千上萬次后再拼貼起來,讓人無法窺其全貌,阻礙了小麥研究和育種應用深入。

北京大學現代農業研究院研究員舞臺背板何航說,通過記者會高精度測序等前沿技術并結合多種算法,團隊成功構建了擁有約145億個堿基的六倍體小麥T2T基因組。“端粒是存在于真核生物染色體末端的重復DNA序列,我們首次實現了21對小麥染色體從參展端粒到端粒的無缺口拼接。”

“基因組就像是一條擁有多條染色體的長線。過去小麥基因組這條長線上有很多缺失的攤位設計部分,我包裝設計們是國際上第一廣告設計次把這AR擴增實境整條長線完整連起來,把AR擴增實境其從‘頭’到‘尾’沒舞臺背板有一點缺口地拼裝起來,形成完整的小麥基因組圖譜。”北京大學現代農業研究院院長、首席科學家鄧興人形立牌旺說,“這為未來的分子設計育種奠定了基石。”

研究團隊拍攝的小麥染色體顯微成像(資料照片)。新華社發

擁有道具製作完整的小全息投影麥基因組圖譜,就像擁有展場設計了一張詳細地圖,可以清楚解析基因組里的一些復雜區域。“品牌活動這就像找到了小麥基因組里一個個道具製作房間的小鑰匙,為研究這些復雜區域的進化過程提供了新線索。”何航說。

利用這張高質量基因組圖譜,研究團隊還注釋了14萬多個高置信度蛋白編碼基因,其中包括許多新發現的抗病基因,這為小麥大型公仔包裝盒抗病育種提供了新方向。

鄧興旺說,這一完整的小麥基因組圖譜在完整性、連續性和準確性上具有參展顯著優勢,不僅深化了人們對小麥基因組結構和進化機制的理解,還奇藝果影像為解析其他復雜多倍體展場設計作物基因組提供了包裝設計范例。依托此圖譜,未來科學家將能更精準挖掘與產量、品質、抗病性相關的關鍵基因,為小麥品種改良帶來突破。


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