宋衛寧教授團隊承擔並完成世界首個六倍體小麥基因組圖譜中7DL...

　　

　　8月17日，《科學》雜誌在線刊發題為「Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome」的研究論文，標誌著世界上首個六倍體小麥基因組圖譜完成。論文由國際小麥基因組測序聯盟協作完成，我校旱區作物逆境生物學國家重點實驗室宋衛寧教授團隊作為中國唯一參與並承擔實質性研究工作的團隊，完成了其中7DL染色體物理圖譜構建及序列破譯工作。這也是我校國際合作交流取得的重大成果。

　　小麥是作為世界各地最為廣泛種植的穀物之一，相較於其他作物，小麥是唯一一個尚未完成全基因組測序的物種。原因就是小麥基因組體量龐大，是人類基因組的5倍，是水稻基因組的40倍，同時又是作為典型的異源多倍體基因組，重複序列極高。

　　為了實現獲得麵包小麥的高質量基因組序列願景，2005年開始，國際小麥基因組測序聯盟將普通小麥品系「中國春」的21條染色體進行了分離，並構建了相應的細菌人工染色體文庫，後續的物理圖譜構建、細菌人工染色體測序和序列的組裝與分析則由聯盟各成員分擔。

　　在國外期間，宋衛寧就積極與國際小麥基因組測序聯盟磋商，2006年2月全職來到我校農學院工作後，同年7月正式加入該聯盟，並成為聯盟決策委員會唯一中國成員。2008年小麥3B染色體物理圖譜完成後，國際小麥基因組測序聯盟主席RudiAppels教授應邀來校訪問，在時任校長孫武學、副校長吳普特和其他校領導的支持下，2009年，學校為宋衛寧團隊提供了500萬元科研經費，購買測序儀等大型實驗設備，建設小麥基因組學科研平臺，支持其團隊開展小麥7DL染色體物理圖譜構建工作。

　　宋衛寧介紹說，小麥7DL染色體物理圖譜構建及序列破譯工作是一個全新的探索，沒有經驗可循，僅7DL染色體的大小，就相等於整個水稻基因組。但物理圖譜構建及序列組裝、分析和破譯的工作量，要遠遠超過相應的水稻基因組。「參與的師生數量可以坐滿一節車廂了。」他笑著說。在此過程中，團隊成員基本沒有節假日、沒有寒暑假的概念，全力投入海量數據的測序和破譯工作，付出了極大代價，經費負數的時候，無奈向學校借了100多萬元，走錯了路重新再來的現象更是時有發生。但宋衛寧團隊頂住巨大的壓力，始終堅持不懈，先後爭取到國家「863」和其它項目的支持，沿著當初確定的目標持續發力。「十年磨一劍」，經過近10年的不懈努力，終於完成了7DL染色體物理圖譜構建及序列破譯工作。

　　「正是學校國際合作交流處的鼎力支持，讓我們團隊多次到國外參加相關學術會議，並邀請國際基因組學專家RudiAppels、Peter Langridge、羅明誠、張洪斌等來校交流，為我們與世界一流科學家一起探討、研究提供了有力保障。」宋衛寧表示。

　　世界首個六倍體小麥基因組圖譜完成，可以說是獲得了研究小麥的一個密碼本，用新加坡《南華早報》的評價，此項工作標誌著徵服了遺傳學的「珠穆朗瑪峰」，可以幫助科研人員更好地掌握小麥生長發育的規律。這個研究工作是國際大協作的結晶，作者有200多人，隸屬20多個國家的70多個單位。宋衛寧團隊不但負責了7DL染色體的分析工作，還參與了小麥全基因組兩種不同物理圖譜分析結果的整合。因此宋衛寧教授的名字在這篇科學雜誌的論文作者名單中出現了兩次。

　　未來，我們還將繼續開展序列分析工作，將小麥基因組的進化、序列與分子育種、遺傳育種結合起來，培育高產、抗旱、抗鹽、抗病蟲的小麥新品種，更好應對全球氣候變化及人口膨脹帶來的食品短缺的挑戰，為小麥基因組改良工作奠定基礎。宋衛寧表示。

　　宋衛寧團隊成員簡介

　　宋衛寧，1982年1月湖南農業大學植保系植物保護專業畢業，1987年8月獲澳大利亞阿德萊德大學微生物生理專業碩士學位，1994年12月獲阿德萊德大學麥類基因組學博士學位, 1992年-1997年任澳大利亞昆士蘭農業生物技術中心及南十字大學植物遺傳資源保存中心分子生物學家，1997年－2002年任澳大利亞昆士蘭州政府萊絲裡研究中心分子生物學實驗室負責人，2002年5月-2006年1月任以色列海法大學進化研究所高級研究員，2006年2月全職來到我校農學院工作。先後主持和參加科研項目20餘項，圍繞小麥基因組物理圖譜構建及測序、小麥起源、馴化及進化、植物抗逆的分子生物學基礎及野生麥類優異種質資源挖掘及基因發掘等領域開展研究工作。目前主持國家自然科學基金國際合作項目「優異抗旱小麥種質的篩選、相關基因挖掘及育種利用（31561143005）」，國家自然科學基金面上項目「惡性入侵植物紫莖澤蘭種群遺傳特性與入侵機制研究（31471825）」和「大麥鹽脅迫相關miRNA的鑑定與功能分析（31271705）」，十三五國家重點研發項目子課題「小麥重要基因單倍型分析(2016YFD0100302)」和「小麥重要性狀的功能基因組與調控網絡(2016YFD0101004)」，農業部948項目「國際乾旱地區農業研究中心優異抗旱耐鹽小麥種質資源的引進與利用（2010-S1）」等。參與編著Taylor & Francis CRC 出版社和Springer Science出版社出版的英文專著4部。

　　2. 聶小軍， 2007級7月西北農林科技大學農學院農學專業畢業，2013年6月獲我校作物遺傳育種博士學位。博士期間主要參與了小麥基因組7DL的分析以及紫莖澤蘭基因組分析工作。2013年7月留校任教工作，研究方向為植物基因組學，植物抗逆種質與基因發掘。

　　3. 童維，2000年畢業於華中師範大學，同年到北京華大基因研究中心生物信息部工作，參加了1%人類基因組、水稻基因組等重大研究項目。2013年1月獲得中科院北京基因組研究所的博士學位（生物信息學方向），研究方向生物信息學、植物系統生物學。

　　4. 杜向紅，1982年8月畢業於湖南醫學院（現中南大學湘雅醫學院），曾在解放軍163醫院、澳大利亞ForBio公司和以色列海法大學工作。2006年來我校農學院工作。

　　5. 主要參與本項目的博士生：崔立操、馮克偉、王樂。

編輯：張琳

終審：閆祖書