中東是穀類作物馴化的歷史發源地之一，在此聲譽的基礎上，由卡塔赫納科大領導的一個研究小組繪製出了第一張名為”Einkorn”的古老穀物的完整基因組圖譜。研究人員繪製了古老銀杏小麥的基因組圖譜，為利用銀杏的遺傳多樣性培育更有韌性和營養的麵包小麥品種開闢了道路。

這個長達52 億個字母的序列為了解不同小麥物種的演化起源提供了一個視窗。它可以幫助農民和作物育種者培育出抗病性更強、產量更高、耐寒性更好的麵包小麥品種。

利用基因多樣性促進未來育種

該研究的第一作者之一、前卡塔赫納科技大學博士生哈寧-艾哈邁德（Hanin Ahmed）說：”透過了解小麥的遺傳多樣性和演化歷史，研究人員現在可以利用其潛力進行未來的育種工作，並開發出更有韌性、更有營養的小麥品種。”

最原始的二倍體栽培種一粒小麥是世界上最古老的馴化穀物之一，可追溯到一萬多年前的中東肥沃地區，那裡是一粒小麥種植的發源地。這種穀物被稱為Triticum monococcum，至今仍被人們食用，其獨特的風味和眾多的營養價值深受人們喜愛。然而，千百年來，隨著麵包小麥的流行，它在全球糧食生產中的重要性逐漸下降。

展示馴化小麥（左）和野生小麥（右）麥穗的Triticum monococcum繪畫。70×50 厘米，紙面水彩。圖片來源：2023 年Robyn Palescandolo 為KAUST 的沙漠農業中心創作

麵包小麥品種一般產量較高，這使它們在大規模商業農業中更具經濟可行性。然而，與野生小麥相比，現代麵包小麥的遺傳多樣性有所降低，許多育種家現在擔心的是，面對氣候變遷和新的疾病威脅，現有作物將如何生存。

回到Einkorn，由於這種古老的穀物保持著較大的基因庫，它可能蘊藏著開發麵包小麥所需的基因秘密，這種麵包小麥可以繼續養活世界上不斷增長的人口。

為了揭開這些秘密，由卡塔赫納科技大學的西蒙-克拉廷格和傑西-波蘭領導的研究小組綜合運用DNA測序技術，為野生和馴化的裸麥品種創建了高品質的基因組組裝。

研究人員以前認為，小麥的演化是一個穩定的過程，不同小麥物種之間的混合很有限。但Krattinger 說：「我們的基因組分析現在顯示，小麥的歷史要複雜得多，涉及不同小麥品種之間的大量混合和基因流動。包括Einkorn 在內，這種小麥很可能生長在靠近其他小麥品種的地方，導致這兩種密切相關的小麥品種之間的DNA 混合，這種情況至今仍然很明顯。”

正如人類基因組中含有尼安德特人表親的序列一樣，現代麵包小麥基因組中也遍布小麥DNA 的殘餘。

Krattinger 指出，事實上，過去引進的一粒小麥基因可能在幫助麵包小麥適應不斷變化的氣候條件方面發揮了作用。如果歷史能夠說明問題，那麼未來也會如此，尤其是在現代分子指導育種技術的幫助下。實驗室的資源將有助於精確地將小麥中的有益基因轉移到麵包小麥中。

編譯來源：ScitechDaily