为了保护世界意大利面，科学家们深入研究了意大利宽面条的 DNA

从蒸粗麦粉到珊瑚豆，世界各地的人们都喜欢用硬粒小麦制作的食物。硬粒小麦也被称为“面食小麦”或“通心粉小麦”，是最常见的谷物之一。现在，一组科学家在确保硬粒小麦及其依赖者继续生存方面迈出了一大步。

研究人员今天在《自然遗传学》杂志上发表了一篇关于测序的论文。“这确实是一次国际合作，”论文作者之一、萨斯喀彻温大学小麦科学家柯蒂斯·波兹尼亚克说。这项研究中提到的 68 位科学家来自意大利、德国、加拿大、以色列、美国、澳大利亚和土耳其的机构。他解释说，测序工作是由一个国际硬粒小麦科学工作组发起的。

和许多主食作物一样，硬粒小麦也受到了科学家的广泛关注，他们致力于对抗其易感染的疾病、提高作物产量以及提高作物的抗病性等。国际组织决定，下一个重点应该是开发高质量的参考基因组。波兹尼亚克说，这代表着“我们第一次能够以正确的顺序看到所有基因”。

与其他参考基因组（例如面包小麦和大麦的基因组）一样，硬粒小麦的参考基因组就像一张蓝图。这张蓝图让科学家更容易进入真实植物的基因组，了解正在发生的事情，并做出改变，无论是通过传统育种还是基因编辑。

这些变化可使小麦更耐寒、口感更好、更有营养，甚至有助于保持和维持意大利面食中常见的黄色。科学家甚至可以混入其他小麦基因组的一些元素，比如面包小麦和大麦以及它们的野生近亲。这可以帮助研究人员应对遗传多样性的缺乏，这种缺乏导致许多作物容易受到任何变化的影响，无论是天气还是疾病。多样性的缺乏源于多代专注于特定性状的农业育种，而忽视了作物整体的基因健康状况。通过加入来自野生近亲或其他家养小麦的基因，科学家可能能够帮助植物提高遗传多样性，从而提高耐寒性。

该基因组已经发挥了一些作用：国际团队利用该基因组确定了与硬粒小麦从土壤中吸收重金属镉有关的基因。选择基因拷贝数较少的硬粒小麦品种可以帮助人们避免重金属中毒。

但要做到这一点并非易事。首先，硬粒小麦的基因数量约为人类基因组的四倍，这意味着材料非常丰富。一般来说，植物的基因组比动物大得多。就小麦而言，这是因为在驯化过程中，来自不同野生物种的新遗传物质被多次引入，每次引入都会留下一些 DNA。除此之外，硬粒小麦是四倍体，这意味着它有四组携带遗传信息的染色体，而不是人类和大多数动物的两组。

波兹尼亚克说，还有更多：硬粒小麦有两个密切相关的亚基因组。由于基因测序依赖于将基因组分解成小块，对每个片段进行测序，然后将它们重新组合在一起，因此要弄清楚每个片段属于哪个亚基因组并不容易。这就像试图完成两个非常相似的拼图游戏，所有碎片都混在一起。更复杂的是，硬粒小麦的基因组还含有大量重复的 DNA，这些序列会反复出现。波兹尼亚克说，这些 DNA“在整个基因组中看起来几乎相同”，但所有序列都略有不同，属于不同的位置。

测序的基因组数据集可在网上免费获取，任何人都可以访问。国际玉米和小麦改良中心 (CIMMYT) 的 Karim Ammar 表示，这一点很重要，但他并未参与该项目。

Ammar 和他的同事们已经在他们的工作中使用了参考基因组，培育了更多抗病的硬粒小麦品种。他说，下一步是选取几种不同的硬粒小麦品种，并对其进行测序。有了参考基因组，这项工作就快得多，因此他们可以开始比较每种品种的特性。小麦科学和生活中的许多事情一样，了解得越多越好。