在這篇文章中，公布了國際大麥測序聯(lián)盟(IBSC)在大麥基因組精細(xì)圖譜研究上取得的重大研究成果，《自然》雜志同時還刊登了題為“基因組學(xué)：大麥基因組破解”的雜志社專題特別報道。
大麥?zhǔn)侨虻谒拇蠛坦阮愖魑?，被人類馴化了已經(jīng)有一萬年。它既是糧食和飼料，也是生產(chǎn)啤酒的重要原料。
“在我國，大麥栽培面積曾經(jīng)達一億畝以上，是非常重要的農(nóng)作物。”張國平教授告訴記者，“在浙江，也曾經(jīng)有600萬畝栽培面積?？梢哉f，浙江很適合栽培大麥，特別是啤用大麥。”
不過，破解大麥基因組卻是一件極其困難的工程。
“因為大麥基因組全長5.1Gb，是水稻基因組的11倍，含有3.9萬多個蛋白編碼基因，且有大量多拷貝基因，形成復(fù)雜的基因家族，并富含轉(zhuǎn)座因子。”
通俗地講，這是一個巨長無比的基因迷宮，且在人類一萬年的種植過程中不斷變異。而大麥遺傳與育種研究要取得突破性成果，高質(zhì)量的大麥基因組參考序列是必不可少的。
因此，基因組測序的研究成果一發(fā)表，就登上了《自然》雜志封面。
為了這個成果，國際大麥測序聯(lián)盟(IBSC)耗費了近10年時間，綜合運用包括染色體構(gòu)象作圖和生物納米作圖等多種最先進的測序和組裝技術(shù)，利用約2.5Tb大麥基因組測序數(shù)據(jù)，組裝完成了一個包含4.79Gb的大麥高質(zhì)量參考基因組序列，每條染色體均被排成一個線性分子，其中94.8%的組裝序列明確定位在大麥各條染色體上。
浙江大學(xué)張國平教授團隊與澳大利亞李承道教授團隊共同對他們長期關(guān)注的大麥麥芽品質(zhì)相關(guān)基因進行了深入分析，明確了大麥麥芽品質(zhì)相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)變異，為高品質(zhì)大麥育種指明了方向。
這項工作，對大麥種質(zhì)資源利用及相關(guān)基因的克隆和鑒定工作都具有重要意義。雖然基因測序是高科技的研究，但這項成果對普羅大眾的生活也有不小的影響。
“雖然我們已很少直接吃大麥了，但其實大麥作為糧食，對保健是很有好處的。”張國平告訴記者，“因為大麥里有一種成分叫β-葡聚糖，它對治療食道癌、降血脂都有療效。它對減肥也有用，日本還流行喝大麥茶。”
那么基因測序成果在這些生活領(lǐng)域會有什么作用呢?
“本來，大麥的品質(zhì)是很復(fù)雜的。我們完成了基因測序，就能有效控制大麥基因的表達，有利于定向改良基因。”張國平教授說。
例如，β-葡聚糖對制造啤酒和飼料來說，并不是一個好成分。“我們可以通過基因改良把它減少。但對于人體保健而言，β-葡聚糖卻是很好的物質(zhì)。如市場上在銷售的麥綠素，就是由大麥的嫩葉做原材料的。那么，我們可以根據(jù)大麥用途，定向控制β-葡聚糖含量。”
“再比如，很多人喜歡喝冰啤酒，但是啤酒經(jīng)冷藏后可能會出現(xiàn)渾濁、沉淀的東西。我們發(fā)現(xiàn)，這種渾濁跟某種蛋白有關(guān)，那么如果能控制這種蛋白，啤酒的品質(zhì)就會提高。”
在國家自然科學(xué)基金重點項目和國際合作等項目資助下，張國平教授團隊在大麥基因組起源進化領(lǐng)域取得過一系列重大突破。
此前，張教授的團隊證明“我國青藏高原及其周邊地區(qū)是世界栽培大麥的一個重要進化和起源中心”和明確“現(xiàn)代栽培大麥基因組源于中東肥沃月灣和我國青藏高原地區(qū)的野生大麥，兩地野生大麥基因組對現(xiàn)代栽培大麥基因組的貢獻大致相當(dāng)，但存在明顯的染色體及其片段上的差異”。
現(xiàn)在，張教授的團隊明確了大麥麥芽品質(zhì)相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)變異，對我國大麥，尤其是西藏野生大麥研究工作又做出了重要貢獻，顯著提升我國大麥研究的整體水平和在國際同行中的地位，有助于我國大麥產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
