Nature公布张国平教授团队参与完成的大麦基因组研究成果

2017年4月27日，Nature期刊以Article的文章形式发表题为“A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome”的论文（论文链接：http://dx.doi.org/10.1038/nature22043），公布了国际大麦测序联盟(IBSC)在大麦基因组精细图谱研究上取得的重大研究成果。自然杂志将该文列为当期的封面文章，同时还刊登了题为“基因组学：大麦基因组破解”的杂志社专题特别报导。浙江大学农业与生物技术学院张国平教授曾任国际大麦遗传学会主席（2012-2016），代表中国参与完成了该项研究，是该论文的共同通讯作者。

大麦是全球第四大禾谷类作物，且集饲用、啤用和粮食作物于一体，在我国也曾是栽培面积达一亿亩以上的重要农作物之一。高质量的大麦基因组参考序列是大麦遗传与育种研究取得突破性成果的重要支撑。大麦基因组全长5.1 Gb，约为水稻基因组的11倍，含有3.9万多个蛋白编码基因，且多数为多拷贝，形成了复杂的基因家族，并富含转座因子，因此全基因组测序工作难度巨大。国际大麦测序联盟耗费了近10年时间，综合运用包括染色体构象作图和生物纳米作图等多种最先进的测序和组装技术，利用约2.5Tb大麦基因组测序数据，组装完成了一个包含4.79 Gb的大麦高质量参考基因组序列，每条染色体均被排成一个线性分子, 其中94.8%的组装序列明确定位在大麦各条染色体上。这是科学家首次对大麦在长达一万年之久的驯化与选择过程中基因组发生遗传侵蚀（genetic erosion）的全面剖析，为有效拓宽栽培大麦日趋狭窄的基因库提供了应对策略。以此为基础，张国平教授团队与澳大利亚李承道教授团队共同对他们长期关注的大麦麦芽品质相关基因进行了深入分析，明确了大麦麦芽品质相关基因的结构变异，为高品质大麦育种指明了方向，该工作对大麦种质资源利用及相关基因的克隆和鉴定工作都具有重要意义。

在国家自然科学基金重点项目和国际合作项目（项目编号：31330055和31129005）等项目资助下，浙江大学张国平教授团队在大麦基因组起源进化领域取得了一系列重大突破，该研究成果是继证明“我国青藏高原及其周边地区是世界栽培大麦的一个重要进化和起源中心”（Dai et al.,PNAS,2012,109: 16969-16973）和明确“现代栽培大麦基因组源于中东肥沃月湾和我国青藏高原地区的野生大麦，两地野生大麦基因组对现代栽培大麦基因组的贡献大致相当，但存在明显的染色体及其片段上的差异”（Dai et al.,PNAS,2014,111: 13403-13408）之后取得的又一重大突破，对我国大麦，尤其是西藏野生大麦研究工作的又一重要贡献，显著提升了我国大麦研究的整体水平和在国际同行中的地位，有助于我国大麦产业的进一步发展。

论文链接：https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22043.html

（农业与生物技术学院）