烟台建立国内首个小麦近饱和突变基因库
文章来源：山东广播电视台 时间：2019.08.22
8月12日-14日，第十届全国小麦基因组学及分子育种大会在烟台举行。会上，烟台大学教授宋建成向全国1000多位专家学者宣布了一个令人振奋的消息：烟台大学生命科学学院与烟台吉恩生物技术有限公司经过8年的研究，于近期完成了国内首个小麦近饱和突变基因库的构建。该基因库的建立，对加快我国小麦功能基因组学研究和分子育种步伐、保障国家种子和粮食安全具有重要意义。
2011年，宋建成入选山东省“泰山学者海外特聘专家”，并被烟台大学聘为教授。烟台大学东南角，铁丝网围起来的三亩地，几间平房，就是宋建成的实验田和实验室，“这里有各种性状的小麦，高矮胖瘦，抗病抗旱抗倒伏……这些都是由基因控制的。楼下仓库里还有20000多份小麦种子样本。”昨日上午，记者见到宋建成的时候，他正在实验室楼顶整理小麦样本，各种各样的小麦植株摆满了架子。
“像这个样本从原来的80厘米变成15-20厘米高，说明它的‘长高基因’被‘关闭’了，据此可以解析这个基因，并用它培育矮杆抗倒伏的小麦品种。”宋建成告诉记者，小麦有110000个基因，他的团队经过8年的努力已经拿到了100700个，涵盖了98%的小麦基因，预计年底能涵盖99.5%。“近饱和”的意思是，已经几乎穷尽所有可能。
要“识别”出某一条具体基因并不容易。他们先通过化学方法诱使小麦基因产生突变，再综合利用全外显子组测序技术及大数据生物信息分析技术进行基因识别。“数据是非常庞大的。打个比方：一个文档约有几Kb，一张图片约有几Mb，而测定一个小麦样本的原始数据就有20个Gb，而我们计划测定1000个样品。要想分析这些数据，要用到天河计算机。”宋建成告诉记者，在以前，用人工方式筛选，一个硕士研究生到毕业能筛选出1个基因就不错了。而利用经典的方法，克隆一个基因则需要3-5年，甚至更长。正所谓“一个基因，熬老一个博士后”。
突变基因库的建立，相当于一个小麦基因方面的“国家图书馆”。从事小麦基因研究的农科院、高校和育种公司，都可以快速地从中“查阅”到相关基因，并拿到相关种子样本。利用这些基因进行分子育种，可以将传统育种七八年的育种周期缩短三四年。国际上只有美国加州大学Davis分校与英国John Innes研究所合作于2017年进行了突变基因库的研究，目前也只能涵盖90%的小麦基因。
小麦基因组学及分子育种大会期间，中国科学院植物所、中国科学院遗传发育研究所、山东农业大学、河北农业大学、中玉金标记（北京）生物技术公司等科研院所和企业纷纷主动与公司洽谈产品购买和联合开发事宜。
记者了解到，烟台大学生命科学学院与烟台吉恩生物技术有限公司开发的全国首个小麦突变基因库将于近日开通互联网线上查询与服务。他们计划与中国农业科学院及国内其他研究单位联合建设世界最大的小麦突变基因库，并组建产业联盟，为全国小麦分子育种单位提供更好、更优秀的服务，引领和保持我国小麦基因创新领域在国际上的先进地位。（记者 金海善）