13日，全球首個青稞基因組圖譜正式繪製成功，其研究成果在線發表在PNAS雜誌上。該研究對青稞的西藏地方品種Lasa Goumang進行了全基因組測序及圖譜繪製，獲得了大小為3.89Gb的基因圖譜，共包含36151個蛋白編碼基因。
據悉，這是繼小麥基因組(A，D)、大麥基因組物理圖、國際小麥家族基因組研究工作的又一個里程碑式的進步，給未來麥類作物的改良以及其他高原作物的研究工作提供了寶貴的參考資料。為揭示青稞的高原適應性機制，解讀其起源、馴化及栽培選育過程，西藏自治區農牧科學院、西藏自治區大麥和犛牛培育重點實驗室、中國科學院、深圳華大基因研究院、華大科技等在內的眾多研究單位於2012年正式啟動了青稞基因組研究合作項目。
青稞，在西藏語中稱為Ne，在分類學上是一種裸大麥。和其他大麥不同，青稞經過藏族人民長達3500年—4000年的馴化栽培，已經完全適應了極端的高原氣候，成為了藏族人民的主食。據悉，西藏地區的青稞種植面積佔西藏耕地面積的70%。現在，西藏是世界青稞的馴化和多樣化品種栽培中心之一。
記者從華大基因瞭解，該研究採用全基因組鳥槍法測序，對西藏的地方品種青稞Lasa Goumang進行了全方位解讀。據估計，青稞基因組大小約為4.5Gb，本次研究所構建的青稞基因組圖譜大小為3.89Gb，共佔青稞基因組的87%，包含了36151個蛋白編碼基因。隨後，研究人員將青稞基因組和其他的禾本科作物基因組進行了比對，結果發現青稞約於1700萬年前從粗山羊草(小麥D)、烏拉爾圖小麥(小麥A)以及冬小麥中分離出來。研究人員進一步分析發現，現代青稞基因組中仍然有大量的序列同粗山羊草(小麥D)，烏拉爾圖小麥(小麥A)和短柄二葉草相似，其相似基因家庭數目高達18849個。
研究人員又進一步對青稞的高原適應性和人工選擇情況進行了研究。通過對10株野生和栽培青稞品種的重測序，研究人員發現，野生青稞品種的SNP數目是栽培青稞的2倍，這説明人工選育過程給青稞品種帶來了基因瓶頸。
青稞為什麼能夠適應極端高原氣候?研究人員發現了一系列在青稞品種中發生了正向選擇的基因家族，如調節轉錄過程的基因家族、激活轉錄因子的基因家庭、防禦反應相關的基因家庭等都得到了大量的擴張，這些基因家族的擴張使得青稞在面對高原的惡劣環境時具有更大的調節彈性，從而具有更好的適應性。
此外，研究人員還觀察到，一些調節信號通路的關鍵基因(如參與植物荷爾蒙信號傳導、基因複製和修復、植物病菌反應等)，都在青稞中表現出了正向選擇。這些基因改變使得青稞具有更好的高原適應性和壓力調節機制。這些結果的發現對於解讀高原作物的適應性機制意義重大，給未來青稞作物以及其他高原作物的培育提供了重要的參考資料，將有助於解決青藏高原以及其他高原地區人民的糧食問題。
華大基因的項目負責人趙山岑表示，作為麥族的重要一員，青稞基因組的發表，不但幫助研究者更好地理解大麥類作物的不同馴化途徑，同時也使得其能夠結合大麥、小麥，以及其祖先品種一窺麥族的進化歷史。“耐寒缺氧等極端環境的適應性問題更好地為我們進行高原類作物的改良指明瞭方向，有助於解決民生中的糧食問題。”
