科技日报记者 马爱萍
面食饮食习惯会影响小麦育种吗？北京时间11月28日，《自然》杂志发表了中国农业科学院作物科学研究所小麦基因挖掘与利用创新团队领衔的最新成果，证实了这一猜想。
小麦是我国仅次于水稻的主粮作物。论文通讯作者、中国农业科学院作物科学研究所研究员张学勇在接受科技日报记者采访时表示，小麦是异源六倍体作物，其基因组由具有相似但不同功能的三个亚基因组。这些亚基因组之间可以发生染色体交换，这使得小麦基因组具有高度的可塑性和弹性，能够更好地耐受基因或染色体片段丢失、重复、倒位、易位等结构变异的影响。对代表性小麦品种基因组的系统分析揭示了其在基因组水平上的进化模式，对未来小麦育种具有重要指导意义。
“这项研究对近70年来我国育种史上的17个代表性品种在染色体水平上进行了高质量基因组的重新组装。从基因组水平上指出，我国现代小麦品种保持了较高的多样性，且区域食用习性和降雨共同造就小麦北“硬” 另外，研究证实，小麦抽穗前需要较长时间低温春化的“冬性”，是由于其“春性”需要更广泛的范围。春化温度，是由春季播种时抽穗的特性演变而来的。”张学勇说道。
我国现代小麦品种保持较高多样性
70年来，我国小麦品种产量水平提高了6-8倍，培育品种5000多个，其中国家审定品种约3500个。
与其他国家品种相比，我国品种表现出更好的多样性
“研究人员分析了中国小麦品种的基因组变化，发现这17个中国小麦品种比世界其他国家在过去30年开发的品种表现出更大的多样性。”张学勇表示，这与我国气候多样化有关，小麦化学育种发展相对缓慢，在一定程度上保留了品种遗传多样性，保持了小麦生产的韧性。这为今后作物育种调整提供参考。
小麦的“冬性”是由“春性”演化而来的
小麦“春性”与“冬性”的转化与演化是小麦演化研究中尚未解决的科学问题。
张学勇介绍，通过分析春化基因VRN-A1的拷贝数变异（即该基因在基因组中出现次数的变化），研究团队发现小麦的祖先物种，如野生小麦四倍体和栽培四倍体，完全是“春天导向”。 ”型，基本上只携带一个拷贝；而VRN-A1基因的“冬季”突变和拷贝数变异则出现在普通小麦中，进而表现出“冬季性”——即抗寒性的变化。
小麦品种VRN-A1拷贝数变异及其从“春”到“冬”的演化
“研究还发现，我国大部分地方品种都含有3个VRN-A1拷贝，而大多数现代品种则含有2个VRN-A1拷贝。现代品种中该基因拷贝数的减少可能与这解释了当地品种和现代育成品种对环境变化的高度适应性，并为小麦为何能够在世界范围内广泛分布提供了新的理论支持。”
麦区的饮食习惯潜在地造成了北方的“硬”环境和南方的“软”环境。
小麦籽粒硬度是影响面团结构的重要遗传因素。研究小组发现，Ha基因座同时受两个基因控制，与小麦粉的出粉率、研磨品质和食品加工品质密切相关。
张学勇表示，研究发现，当Ha基因发生突变或丢失时，该品种的种子会变得坚硬，更适合制作烘焙食品。相反，更适合加工较软的包子、糕点等食品。
谷物硬度基因变异与地域习惯密切相关
“在长期人工选择和自然选择的双重作用下，Ha基因座的变异分布存在一定的规律性。即我国西北、华北地区小麦品种Ha基因突变频率显着高于东南部和西南地区小麦品种，这与我国居民饮料“北方硬”、“南方软”的饮食习惯密切相关。北方喜欢吃锅包面东北地区的居民喜欢吃有嚼劲的面条，而东南地区的居民则喜欢吃包子、糕点等软面条，可见人们对面食的喜爱对这一地区的小麦育种产生了潜移默化的影响。”张学勇说。
（中国农业科学院作物科学研究所供图）
