野生二粒小麥基因組在science發佈
現代小麥是世界上的三大糧食作物之一，由於其基因組和複雜，它的基因組研究遠遠落後於水稻和玉米，迄今還沒有一個較好的參考基因組發佈。不過隨着測序成本和技術的進步，今後一段時間小麥及其祖先種的基因組會陸續發佈。我們餐桌上的小麥是一個異源六倍體物種，經歷一系列的馴化才變成今天的小麥。研究已經表明六倍體小麥是由3個2倍體祖先種間2次種間雜交而來。第一次雜交形成異源四倍體野生二粒小麥，也即今天的主角。野生二粒小麥基因組的解讀具有重要意義，不僅可以讓我們更清楚的瞭解小麥的進化史，更重要的還可以發掘優異等位基因引入到小麥中。
首先介紹下基因組組裝中的各項指標如何。這個版本的組裝沒有利用PacBio序列，不能很好的跨越高度重複區域以及高GC含量區域，所以其基因組連續性仍然很不完美。其contig N50僅僅只有 57.378Kb, scaffold N50達到6.95Mb.
然後利用遺傳數據和Hi-C技術將這些scaffold組裝至染色體水平。共組裝出10.5Gb的序列，包括14條染色體以及不能放置至染色體的scaffold序列。接下來就是利用RNA_seq數據註釋基因，共得到65012個高可信的基因。並且98.4%的BUSCO基因被註釋出來，這說明基因組還是比較完整的。
這些基因在染色體上的分佈大體上兩頭多，中間少。14條染色體上的62813個基因中，大約有30.4%的基因在20個小麥不同發育階段的組織中表達，48%的基因至少在其中一個或幾個發育階段表達，21.6%的基因表達水平很低或者沒有檢測到表達。
野生二粒小麥是四倍體，每個基因理論上都有2個拷貝。實際同源性分析表明，大約72.3%的基因能夠形成這種兩兩一組的配對。同源基因間的表達模式和水平高度相似。大約有1084個同源基因對只在A亞組表達，1115個同源基因對只在B亞組表達。基因功能富集分析表明，這些只在某一亞基因組表達的基因可能參與了小麥進化。
82.2%序列被註釋爲轉座子序列，並且亞基因組間的轉座子含量相當。絕大多數(7.1Gb)轉座子是LTR型（long-terminal repeat–retrotransposons ）也即長末端反轉錄轉座子，進一步可分爲Ty1/copia-like, Ty3/gypsy-like 和未分類的。A亞組和B亞組是獨立發生的轉座子擴增。
接下來就是對馴化基因-落粒基因進行解讀。這一部分不再詳細介紹，對這個基因感興趣的小夥伴請自行閱讀。
爲了檢測其他可能受到選擇的馴化區域。對一組野生和栽培二粒小麥進行外顯子測序。從進化樹上明顯可以看到可分爲野生和栽培兩個亞羣。野生二粒小麥亞羣在進化樹上可進一步被分爲來自南部（以色列、敘利亞和黎巴嫩）和北部（Turkey）的亞羣；而栽培二粒小麥亞羣則被進一步分爲來自印度洋、地中海、東歐和高加索地區的亞羣。來自土耳其的栽培二粒小麥材料則存在於所有上述4個栽培二粒小麥亞羣中。值得注意的是與野生二粒小麥最近的栽培二粒小麥是來自土耳其的材料。土耳其恰恰也是假定的小麥進化地。
總的來說，相比野生二粒小麥材料的遺傳多樣性（πW = 1.3 × 10^-3），栽培二粒小麥的遺傳多樣性只是稍稍降低（πD = 1.1 × 10^−3）。依據多樣性掃描，共有32和154個基因組區域被認爲是潛在的受選擇區域。對受選擇區域內的基因進行GO富集分析發現，生長素響應基因顯著富集。
最後文章再次強調在該基因組的解讀在農業研究中的重要性，不在詳細描述。
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文章地址：
http://science.sciencemag.org/content/357/6346/93
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