小麦基因组研究现状与展望

中国网/中国发展门户网讯 作为世界总产量排名第二的粮食作物，小麦在世界各地被广泛种植，养活了全球近 40% 的人口。预计到 2050 年世界人口将增长至 96 亿，为了满足这一未来需求，小麦生产力需要每年增加 1.6%，这必须通过对作物及其性状的改良来实现。由于普通小麦是异源六倍体，基因组庞大且复杂（是水稻基因组的 40 倍、人类基因组的 5.5 倍），其功能基因组学研究远远落后于水稻和玉米，复杂的遗传背景一直以来也是制约重要农艺性状的基因克隆和分子设计育种技术发展的瓶颈。2005 年，美、法等国科学家发起并成立了国际小麦基因组测序联盟（International Wheat Genome Sequencing Consortium，IWGSC），组织全世界 20 多个小麦主要生产国的科学家协作开展小麦基因组测序。

我国作为世界最大的小麦生产国和消费国，小麦生产对保障国家粮食安全和农业可持续发展具有重大现实和战略意义，因此小麦的增产和品质改良变得尤为重要。然而，产量和品质等重要农艺性状都是受多基因和环境互作影响的复杂数量性状，单纯依靠现有常规育种技术已经难以满足我国粮食安全和人民日益增长的美好生活需要。因此，加快对小麦基因组和分子遗传育种的研究势在必行。

中国科学院战略性先导科技专项（A类）“分子模块设计育种创新体系”（以下简称“分子设计育种先导专项”），提出并建立了从“分子模块”到“品种设计”的现代生物技术育种创新体系，从而快速实现全基因组水平多模块优化组装并培育新一代超级品种，同时也对我国小麦遗传学研究和分子改良育种提供了新的发展契机。文章将对专项实施期内小麦相关研究成果和未来研究方向的展望进行梳理。