全球气候变化加剧了干旱对小麦生产力的威胁，因此亟需进行抗旱性的遗传改良。

2026年5月19日，中国农业大学胡兆荣和孙其信共同通讯在Nature Genetics 在线发表题为“Genomic and genetic dissection of drought tolerance in a resilient wheat germplasm JIN50”的研究论文。该研究报道了抗旱小麦基因型Jin50LP82（JIN50）的高质量基因组组装（contig N50=50.24 Mb），并对31个小麦基因组及196份种质样本进行了基因组分析，共鉴定出430,739个结构变异。

基于结构变异、单核苷酸多态性（SNP）以及插入缺失标记（InDel）的全基因组关联分析（GWAS）揭示了46个在JIN50中富集的抗旱基因座。值得注意的是，根系发育调控因子TaLBD1启动子区的结构变异，以及甲基乙二醛解毒酶TaGLYI7的功能性单倍型，通过不同的机制促进了干旱适应性。JIN50基因组与遗传资源为阐明抗旱调控网络及推动分子育种提供了宝贵的工具。这些发现有助于更深入地理解小麦多基因控制的干旱响应系统，并支持制定基因组学策略以应对气候挑战、保障粮食。

普通小麦（Triticum aestivum L.）提供全球约20%的卡路里和蛋白质摄入量。气候变化，包括降水异常和极端温度，已严重影响小麦生产。干旱，尤其是在关键生育期与热胁迫叠加发生时，造成的年产量损失超过所有病原体所致损失的总和。为应对这些挑战，亟需培育高产且气候适应性强的小麦品种。将遗传资源与功能基因组学相结合，可鉴定出优良等位基因，从而推动高产、气候适应性品种的选育。
高质量参考基因组有助于解析用于作物改良的表型变异。然而，小麦基因组庞大、亚基因组相似性高且重复序列丰富，其完整组装直至2018年才得以实现。随后，快速准确的长读长测序技术革新了作物基因组学，使得多个小麦基因组和泛基因组得以构建。然而，单一参考基因组不足以捕获物种范围内的遗传多样性，从而限制了结构变异（SV）的发现，例如存在/缺失变异（PAV）、拷贝数变异、核转位和倒位等。近期研究强调了结构变异在赋予表型多样性（如抗病性、植株形态、产量相关性状及选择历史中的适应性）中的作用，然而，用于小麦抗旱性的基因组资源仍未得到充分利用。

尽管已有大量研究探索小麦抗旱性的遗传基础，但所检测到的众多微效位点阻碍了其在育种中的应用。来自参考基因组的单倍型信息有助于鉴定抗旱性所需的优良等位基因。近期对17个小麦品种的从头组装补充了已有十多个基因组项目的研究成果，提供了全球育种多样性的泛基因组视角，但尚无优良抗旱种质得到全面解析。对这些资源进行高质量基因组组装，将有助于功能基因组学研究以及气候适应性小麦品种的培育。

图1.TaGLYI7^HapA等位基因介导小麦抗旱性和耐热性模型的建立（摘自Nature Genetics ）

此前，作者鉴定了一份冬小麦种质Jin50LP82（JIN50），其具有突出的抗旱性及多个与该性状相关的有利等位基因，例如TaNAC071-A22、TaWD40-4B.1和TaDT1-A24[24]已被报道。在本研究中，作者提供了JIN50基因组的高质量从头组装。该基因组组装使得深入的基因同线性分析、结构变异鉴定以及抗旱基因的克隆成为可能，从而为理解小麦抗旱性的遗传基础提供了更深入的认识。

参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41588-026-02596-w