進入'小麥泛基因組學(xué)'時代，從單一到多個小麥DNA參考，Earlham研究所(EI)旨在使世界上最復(fù)雜的基因組之一多樣化，以提高產(chǎn)量質(zhì)量和增加這種關(guān)鍵糧食作物的更廣泛生產(chǎn)。面包小麥(Triticum aestivum L.)是英國經(jīng)濟上最重要的作物，也是世界上種植面積最廣的谷物。小麥生產(chǎn)對新興經(jīng)濟體和新興經(jīng)濟體都至關(guān)重要。因此，了解小麥基因組學(xué)對于維持不斷增長的全球人口的產(chǎn)量，同時保護作物免受常見疾病流行和適應(yīng)極端氣候變化條件至關(guān)重要。

小麥基因組由于其異常龐大和復(fù)雜的基因組而成為科學(xué)家們的一個謎。EI先前曾與其他BBSRC資助的研究機構(gòu)首次對面包小麥基因組進行全面分析，現(xiàn)已利用其基因組學(xué)進展與行業(yè)和研究合作伙伴合作，以生產(chǎn)更好，更可持續(xù)的作物，以幫助全球糧食安全。

從2015年11月發(fā)布的最具來源的植物數(shù)據(jù)參考文獻1中，EI開發(fā)了一種新方法，該方法正在影響工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，以進一步推動小麥基因組學(xué)領(lǐng)域進入多參考時代。2017年1月14日在圣地亞哥舉行的最大的植物和動物基因組學(xué)全球會議PAG公開展示了另外五種小麥品種的新基因組裝配。

新的小麥分析在使用由Bernardo Clavijo及其EI算法開發(fā)團隊開發(fā)的基因組裝的生物信息學(xué)“w2rap”工具交付第一批小麥參考后實現(xiàn)。生命科學(xué)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者拜耳作物科學(xué)公司(Bayer Crop Sciences)與該團隊進行了一項試驗項

現(xiàn)在，產(chǎn)學(xué)合作伙伴關(guān)系已經(jīng)導(dǎo)致另外四個品種的委托。這種關(guān)系使該行業(yè)獲得前所未有的基因組分析能力，同時支持EI小麥基因組學(xué)方法的發(fā)展。

W2rap是一種生物信息學(xué)管道，可以破譯復(fù)雜的基因組并生成強大的組裝來指導(dǎo)精確育種。該基因組裝配方法將應(yīng)用于EI的進一步小麥分析，使用基于研究所平臺和管道組在EI工作的定制數(shù)據(jù)生成。

這種獨特的工具不僅能夠匯集小麥品種的序列數(shù)據(jù)，而且能夠利用新一代測序技術(shù)有效，穩(wěn)健，高效地生產(chǎn)小麥基因組。

與此同時，由Matt Clark博士領(lǐng)導(dǎo)的BBSRC向約翰英思中心(JIC)和NIAB合作資助的EI資助200萬英鎊，旨在了解對全球重要的14種不同品種小麥品種的基因組成。農(nóng)業(yè)和分析這些數(shù)據(jù)，以幫助繪制作物的遺傳變異。該項目包括使用w2rap方法進一步測序和組裝8個小麥品系，并將為作物育種，保存和研究建立小麥遺傳資源。

EI主任Neil Hall教授說：“這些新項目非常及時，因為我們在小麥基因組裝配和分析方面取得的技術(shù)進步克服了復(fù)雜性的障礙，現(xiàn)在使我們能夠以全新的方式接近小麥遺傳學(xué)現(xiàn)在我們應(yīng)該看到以前在其他作物中可能實現(xiàn)的育種計劃的快速進展。“

拜耳作物科學(xué)基因組學(xué)組負責(zé)人Fred Van Ex表示：“全球有超過20億人依賴小麥作為主食。為了滿足不斷增長的世界人口的需求，拜耳致力于發(fā)展高產(chǎn)小麥植物能夠承受日益增加的環(huán)境壓力并提供高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。額外的小麥基因組序列將使我們能夠加速鑒定產(chǎn)量和抗生物和非生物脅迫的基因。因此，我們非常興奮地工作與EI一樣，w2rap管道產(chǎn)生的小麥基因組序列將使我們能夠開發(fā)育種和分離基因的標記，以支持開發(fā)滿足農(nóng)民和社會需求的改良小麥品種。“

生物信息學(xué)算法項目負責(zé)人Bernardo Clavijo說：“w2rap將對公共小麥計劃具有重要價值;幫助我們更快地進入小麥泛基因組學(xué)，并從完全公開和透明的公共研究重點。從育種者的角度來看，這也是一種工具，可以讓他們以前所未有的細節(jié)和健壯的方式窺視他們的種質(zhì) - 允許我們使用我們的優(yōu)質(zhì)公共小麥參考進行交叉分析。我們很高興與拜耳作物科學(xué)合作;使強大的整體影響 - 基因組測序和組裝方法成為現(xiàn)實。

“就全球糧食安全而言，收益是雙重的。新技術(shù)立即納入育種計劃，使育種者能夠更快，更便宜地生產(chǎn)出更好的品種。以及我們開發(fā)的方法，可以實現(xiàn)從單一參考到一個多基因組的情景，將有效地開始利用世界小麥基因組資源的巨大變化。“

格蘭特領(lǐng)導(dǎo)EI技術(shù)開發(fā)負責(zé)人Matt Clark博士說：“這些新的小麥基因組序列有可能從根本上改變小麥育種和作物改良。促進新的研究領(lǐng)域，了解遺傳變異和基因功能的貢獻。作物的許多不同特征。

“在國際戰(zhàn)略框架內(nèi)工作，該項目將最大限度地利用英國研究和工業(yè)小麥育種實踐。提供世界一流的知識，資源和培訓(xùn)，以幫助維持英國在小麥基因組學(xué)中的全球地位，并促進全球食品的優(yōu)先發(fā)展安全。”