摘要：2018年，国际小麦研究围绕42条染色体展开，因任务极其艰巨，涉及海量的基因测序与分析工作，各国按资金分配研究份额，中国仅分到半条染色体的研究任务。即便如此，作为小麦生产和消费大国，且拥有深厚农业底蕴的中国，肩负着在国际小麦研究中贡献力量的重大责任。

你是否好奇，为什么北方的面主打口感劲道，南方的面却只看重浇头？

带着这样的疑问，不妨走进中国农业科学院作物科学研究所，看看专业的小麦基因组研究团队，如何揭开中国小麦研究从追赶世界，迈向引领地位的精彩历程。

中国作为最大的小麦产国和消费国，在国际小麦研究舞台上却曾面临尴尬局面。

2018年，国际小麦研究围绕42条染色体展开，因任务极其艰巨，涉及海量的基因测序与分析工作，各国按资金分配研究份额，中国仅分到半条染色体的研究任务。即便如此，作为小麦生产和消费大国，且拥有深厚农业底蕴的中国，肩负着在国际小麦研究中贡献力量的重大责任。

2020年，加拿大学者等在《自然》杂志发表国际小麦泛基因组计划（10+），15个品种中仅有1份“中国春”来自中国，远不能代表中国小麦品种的多样性。

张学勇，从事小麦育种40年，积累了丰富经验，对中国小麦品种了如指掌，决心打造一份更高质量的中国小麦基因组图谱。

在全世界库容量最大的农作物种质资源库中，收藏着三代小麦院士70年来，组织收集的5.4万个小麦品种。

从中挑选具有代表性的品种，不仅要反映中国小麦的多样性，满足从高原到平原、从寒地到暖区不同生态环境下的品种特征，还要兼顾育种的历史和现状，为未来小麦育种工作筑牢根基。

小麦基因组测序和组装曾被国外技术垄断，2003年启动的世界首个小麦基因组测序项目，耗时15年才完成，成本最初高达1000多万。如今，随着技术的革新，成本已大幅降低，单个品种测序成本约50万。

但测序只是第一步，组装和分析才是更大的挑战。

过去，受算力平台和序列质量限制，组装一个小麦基因组需一两年时间。随着算力提升和AI技术的应用，研究团队引入前沿算法，搭建全新的生物信息分析平台，仅用一年时间，就完成了17个小麦基因组的从头拼装，并运用专业的基因注释软件，注释出每个位点的基因。

海量数据的挖掘同样关键。张学勇邀请中国农业大学郭伟龙教授团队加入。团队凭借新方法论，鉴定出249,976个结构变异，其中一半长度超过5000个碱基。

这些变异能帮助农业学家快速定位抗病、高产等关键基因，缩短育种周期。比如，在定位抗条锈病基因时，研究团队利用这些结构变异信息，将原本需要数年的研究周期，缩短至短短数月。

通过基因组数据，研究团队发现了南北小麦的差异：北方小麦调控籽粒硬度的基因突变频率更高，蛋白质含量和筋性更强，造就了锅盔、劲道面条等美食；南方小麦则更适合制作饼干、酥脆点心和生脆面条。

人们的饮食习惯，反过来影响了小麦的基因选择。在北方，由于冬季寒冷，人们需要高能量、耐饥饿的食物，因此对面食劲道口感的需求，促使农民选择种植筋性更强的小麦品种。

2024年1月，他们正式投稿《自然》。期刊编辑说，这项研究不仅揭示了中国小麦育种科学发展的历程，也回答了欧洲科学家极为关注的问题——小麦是如何传播到全世界的。

2024年9月，第三届国际小麦大会在莫道克大学举办。张学勇、郭伟龙和焦成智一同参会，并在大会上介绍了小麦泛基因组研究的部分进展。演讲结束后，张学勇接到组委会发来的邮件，邀请他参加第二天的闭门会议。

“这个会议是邀请制，只有全世界小麦研究最前沿的科学家才能参与。以前我们很少参加。”张学勇表示，大家会上讨论了今后小麦研究的重点方向，团队的工作成为关注的焦点。

当天晚上，Varshney收到了《自然》编辑部接收论文的手机短信。他激动地打电话告诉张学勇、郭伟龙、焦成智和所有参与此项研究的年轻人。

2024年11月28日，《自然》杂志发表了他们的研究成果，这项研究构建了规模最大、质量最高的小麦泛基因组数据库，为小麦育种和研究提供了强大平台。

展望未来，研究团队计划挖掘更多影响面粉品质的基因。比如，单宁与烤面包品质密切相关，适当含量能让面包皮色泽诱人、口感更佳。此外，找回面粉的香味和健康元素，培育高产、抗逆、抗病的小麦品种，也是团队的重要目标。研究团队将与各地农业企业合作，将研究成果应用到实际生产中，培育出满足不同消费者需求的小麦品种。

小麦基因组图谱就像一座宝库，又像一本大词典，等待育种工作者用它创作出更优质的小麦品种，满足人们对美食和健康的追求。未来，随着研究的深入，相信小麦研究将为我们带来更多惊喜。

来源：糖水甜品传统手艺