由來自Kazusa DNA研究所、鳥取大學和岡山大學等12個國家的80名研究人員組成的國際聯合研究團隊，通過最新的長讀長測序(long-read sequencing)技術成功實現了對大麥基因體的高精度解析，揭示了與啤酒釀造和抗病基因等不同品種間的基因結構差異。研究成果已發表在《Nature》上。
圖：大麥種原（供圖：Kazusa DNA研究所）
大麥的基因體序列非常龐大，約有50億個鹼基對，是人類的1.7倍，水稻的13倍，因此要高精度地解析基因體序列並非易事，因此一直期待能夠開發出一種技術來高精度解析世界各地保存的衆多大麥品種的基因體和基因序列。
在本次的國際聯合研究中，研究團隊根據單一品種的精確鹼基序列，通過疊加其他品種的序列，開發出了基因確定和基因鑑定技術。此外，還對20種野生及栽培大麥進行單獨解析，開展了大麥DNA序列研究中關鍵的泛基因體（Pan Genome）研究。
在上述解析中，研究團隊對包括岡山大學收集並提供的大麥在内的2萬多個栽培及野生大麥品種的基因體部分序列進行了基因鑑定，並從世界各地收集的大麥中選出了具有代表性的76個品種。
研究人員採用最新的長讀長測序技術對這76個品種的基因體進行了解析，並獲得了染色體層面的基因序列。利用這些高精度序列數據還修正了此前公佈的20個品種基因序列中的錯誤。此外，結合既往方法解析的1315個品種的基因體資訊，研究團隊還確認了用於育種的大麥的多樣性。
將這些已解析品種進行對比後，研究人員發現與抗病性相關的基因出現了新的遺傳變異，基因數量也有所增加。此外，研究還揭示了與啤酒釀造相關的澱粉降解酶基因數量的變化與釀造所需的酶活性的變化有關。這些結果表明，大麥對農業環境和工業用途的適應和選擇可能導致了基因體中基因數量和結構的複雜變化。
未來，隨著研究的進一步深入，將有望實現大麥的分子育種，並開發出高效培育目標品種的新型育種技術。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature
論文：Structural variation in the pangenome of wild and domesticated barley
DOI：10.1038/s41586-024-08187-1
