小麦基因组精准完整图在山东首次绘就：科学家攻克生命大拼图

在保障国家粮食安全和乡村振兴的征程中，小麦作为“粮仓支柱”，其产量和质量的提升一直是科学家关注的焦点。然而，小麦基因组庞大、结构复杂且富含高度重复序列，长期以来阻碍了小麦研究和育种应用的深入。

2025年4月7日，潍坊现代农业山东省实验室/北京大学现代农业研究院和小麦育种全国重点实验室邓兴旺、何航、李博生团队在国际顶尖期刊《自然-遗传学》(Nature Genetics)上发表题为“A telomere-to-telomere genome assembly coupled with multi-omic data provides insights into the evolution of hexaploid bread wheat”的突破性成果：全球首次成功绘制了六倍体小麦的端粒到端粒（T2T）完整基因组图谱，实现了小麦基因组从“头”到“尾”无缺口的精确组装。这一在山东完成的成果，为我国主粮作物高水平科技自立自强、牢牢把握粮食安全主动权提供了重要支撑。

多种高精度测序组合策略：搭建小麦完整基因组拼图的基石

研究团队利用PacBio HiFi高精度测序和ONT超长读长测序等前沿技术，结合多种算法，成功构建了六倍体小麦T2T基因组，命名为“CS-IAAS”版本1.0。该基因组总长度达14.51 Gb（约145亿个碱基），首次实现了42条小麦染色体从端粒到端粒的无缺口拼接（图1）。相比以往，这一图谱在完整性、连续性和准确性上实现了质的飞跃，为功能基因组学研究奠定了坚实基础。这一成果不仅展示了我国在农业基因组学研究领域的国际领先地位，还为粮食安全战略提供了强有力的科技支撑。

图1.六倍体小麦T2T基因组精确完整图，即CS-IAAS版本1.0

六倍体小麦端粒到端粒完整基因组图谱的发布，标志着小麦基因组研究进入新阶段。这一成果不仅深化了对小麦基因组结构和进化机制的理解，还为解析其他复杂多倍体作物基因组提供了范例。未来，依托这一高质量参考基因组，科学家将更精准地挖掘与产量、品质、抗病性相关的关键基因，为小麦品种改良带来革命性突破。

潍坊现代农业山东省实验室/北京大学现代农业研究院和小麦育种全国重点实验室的邓兴旺院士、何航研究员、李博生研究员为该论文的共同通讯作者。刘守成助理研究员、李奎副研究员、代修茹助理研究员（现为山东农业大学青年教师）和秦国臣研究员为该论文的共同第一作者。徐云碧研究员、刘晓芹研究员、陈时盛研究员、李健研究员为本研究提供了重要支持，高照旭、鹿东东、李晓鹏、宋伯龙、卞建新、任妲、刘永琪、陈啸枫、刘卫敏、杨晨等参与了此研究。我们感谢中国科学院遗传与发育生物学研究所凌宏清教授提供小麦种子；兰州理工大学生科院刘左军教授、北京农学院王森，以及中国科学院微生物研究所胡松年教授提供了宝贵意见。该研究得到了山东省科技创新发展资金、山东省自然科学基金、北京大学现代农业研究院院长基金、国家级重点人才工程和国家重点研发计划等项目资助。

潍坊现代农业山东省实验室于2021年7月5日获省政府批复筹建，依托北京大学现代农业研究院建设，以打造国家实验室预备队或国家实验室网络成员为目标，打造具有全球影响力的突破型、引领型、平台型于一体的大型综合性研究基地和原始创新策源地。实验室主任由美国科学院院士邓兴旺担任，2024年底完成了验收。