面包小麦是最重要和广泛研究的作物之一。然而，由于其基因组的复杂性和野生种群的不完整基因组收集，面包小麦基因组景观和驯化历史仍然难以捉摸。

2019年7月12日，西北农林科技大学姜雨，孙其信及宋卫宁共同通讯在Genome Biology上发表了题为“Frequent intra- and inter-species introgression shape the landscape of genetic variation in bread wheat”的研究论文，该研究揭示了六倍体小麦遗传多样性来源于频繁的与野生小麦的种内杂交及与更远缘野草的种间杂交，为了解小麦起源、进化和驯化历史，克服小麦遗传资源同质化、促进小麦遗传改良提供了重要的数据资源。

2019年6月21日，西北农林科技大学姜雨，西北工业大学王文及邱强共同通讯在Science 在线发表题为”Genetic basis of ruminant headgear and rapid antler regeneration“的研究论文，该研究从牛科动物和鹿科动物中获得了221个转录组，并对三个基因组进行了测序，这三个基因组代表了两个聚合缺乏头带的pecoran谱系。将数据与大量反刍动物基因组进行比较，检测出具有头带（PWH）的pecorans中的遗传变化。该研究揭示了反刍动物头带的进化，发育和组织学起源以及鹿角再生的遗传机制。已鉴定的基因及其独特的突变为未来头带发育，哺乳动物器官再生和肿瘤发生的功能研究提供了指导。

普通小麦也叫面包小麦(六倍体，AABBDD)，大约8000年前在新月沃地由小麦属的栽培二粒小麦（四倍体，AABB）和野生的节节麦（二倍体,DD）自然杂交并加倍形成，面包小麦是最引人注目和不可或缺的主要农作物之一，目前占世界耕地总面积的17％，占全球人口消费量的20％左右。鉴于气候和环境变化的影响以及对粮食需求的增长，需要提高产量，增强抗病能力和更好适应性的新小麦品种。因此，对小麦基因组的深入研究和其遗传变异的表征是非常必要的。

小麦种质的地理分布和种群多样性

面包小麦起源于培养的四倍体小麦（Triticum turgidum.L，AABB）和野生二倍体山羊草（DD）之间的杂交，其基因组变异由与多倍体物种形成和驯化相关的初始瓶颈，随后重新引入由天然和人工杂交介导的变异以及小麦改良过程中的选择形成。虽然大量研究已经完成，以表征遗传多样性，起源和小麦驯化。

系统发育关系和种群结构

2018年8月，六倍体小麦全基因组的破译为利用全基因组重测序策略研究小麦遗传变异奠定了基础。小麦基因组庞大（约为17 Gb），重复序列含量高（约85%），且普通小麦具有三套相似的亚基因组，组合在一起形成了一个极为复杂的异源六倍体基因组。这些特征都给全基因组重测序、遗传多样性分析和来源评估等研究工作带来巨大困难。本研究对93个小麦及其近缘种材料进行了重测序分析，包括20个野生二粒小麦（wild emmer）、5个粗山羊草(Ae.tauschii)、5个硬粒小麦(durum)、29个六倍体农家种(landrace)和34个栽培种(variety)。另外，还包括24个转录组和90个外显子捕获测序数据的分析。数据分析阶段，研究人员在序列比对、变异检测等过程中进行了长时间的摸索和试错，针对小麦特性专门开发了相关分析流程，最终首次完成了小麦重测序研究工作。

现今面包小麦的节段性祖先推断

通过观察来自世界范围的面包小麦及其二倍体和四倍体的93份种质的全基因组重测序数据，以及90份公布的外显子组捕获数据，研究人员发现B亚基因组比A和D亚基因组具有更多的变异，包括SNP和删除。群体遗传学分析支持来自Levant北部的野生二粒小麦的驯化小麦的单系起源，具有来自Levant南部的大量基因组片段。 Southern Levant在AB亚基因组中贡献超过676 Mb并且在着丝粒区域中富集。 AB亚基因组基因渗入发生在小麦物种形成的早期阶段，部分有助于其更大的遗传多样性。

从野生近缘种进入地方品种和品种的全基因组渗透

此外，研究人员通过自然和人工杂交检测到源自远缘物种的大规模外来入侵，导致~709 Mb和~1577 Mb序列分别重新引入面包小麦地方品种。这些基因内和基因间插入片段的大部分与重要性状的数量性状基因座相关，并且还鉴定了选择事件。

在驯化和改进期间的全基因组选择性信号

总而言之，首个大规模全基因组重测序研究提供了目前为止数量最多、覆盖最全的六倍体小麦及其野生祖先的基因组变异集合，特别是筛选出来自多个野生小麦群体和远源物种的大量基因渗入，其中一些渗入片段在群体中出现的频率在驯化或是随后改良过程中发生显著增加。频率改变并与已知数量性状连锁区域重叠，提示这些片段在驯化和改良过程中可能扮演着重要角色。相关结果有助于更深入理解小麦遗传多样性和进化历程，同时为进一步挖掘影响多种小麦表型相对应的功能变异提供了宝贵资源。

注：部分解析参考自西北农林科技大学官网。

参考信息：

https://news.nwafu.edu.cn/xnxw/90914.htm

原文链接：
https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1744-x