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小麦是一种全球种植的植物。它起源于大约一万年前的新月沃土——今天的安纳托利亚和伊拉克北部，并从那时起开始向世界各地成功扩张。图中显示了基于遗传相似性模式的绘制的小麦分布路线，与同一时期人类迁徙路线非常相近。
过去，科学家们绘制了小麦的基因组图谱，现在，他们重建了小麦的繁殖历史。
随着人口增长和气候变化的发展，未来的粮食资源可能会变得稀缺。鉴于即将发生的情况，植物育种者面临着提高作物产量的挑战：现有品种能否通过育种进行优化？
为了提高小麦的产量，德国赫姆霍茨中心的科学家们与来自法国、意大利、匈牙利、土耳其和其他欧洲国家的团队合作，在由欧盟资助的大规模WHEALBI（小麦和大麦的遗传改良）研究中，分析了480个小麦品种的基因组，包括野草、古代谷物和现代高性能的小麦品种，检测了不同小麦品种的遗传多样性，除了了解现代面包小麦的进化和栽培，遗传学家还把小麦的发展与人类历史上的地理和地缘政治事件联系起来。研究结果于5月1日发表在《自然•遗传学》杂志上。
现代面包小麦起源于大约一万年前的现代土耳其地区，由硬粒小麦和一种野草杂交而成。生物信息学家Michael Seidel和Daniel Lang是这项研究的主要作者之一，他们说：“几千年来，人工栽培植物的出现与人类迁徙密切相关。”这两名研究人员都在赫姆霍茨中心的植物基因组和系统生物学小组(PGSB)工作。
PGSB团队在现代面包小麦品种中发现了三个与历史事件密切相关的基因库：一个来自近东驯化的高产品种，作为绿色革命的一部分传播开来；另外两个分别来自西欧和中欧的基因库。由于冷战期间地缘政治和社会经济的分离，它们在1966年至1985年之间出现了分歧。随着1989年铁幕(Iron Curtain)的倒塌，这两个小麦品种再次逐渐混合在一起，正如它们的基因组所揭示的那样。
甚至欧盟的出现和扩张也可以从当今小麦的基因组中看到。过去主要在中欧种植的小麦品种如今整个欧洲都在使用。正如Lang所说：“这些例子证明了人类对农作物分布和进化的影响——超出了它们实际发育成栽培植物的程度。”
了解小麦遗传多样性是优化现代小麦品种的前提。熟悉育种的关键特性是使未来的品种更具生产力，并满足日益增长的世界人口和迫在眉睫的气候变化的需求的必要先决条件。小麦和玉米、大米一起被列为世界上最重要的三种主食之一。随着土壤和水资源不断减少，在潜在具有挑战性的气候条件下种植小麦在未来可能变得至关重要。
目前，参与WHEALBI研究的研究人员发现了影响小麦产量、开花时间、高度和稳定性的未知基因。对于PGSB的通讯作者Georg Haberer来说，这仅仅是个开始，“我们期待着大量的进一步研究，并将这些发现用于育种研究。”
科界原创
编译：花花
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《自然•遗传学》
期刊编号：1061-4036
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190503123129.htm
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