近日，作物所小麦遗传育种团队与合作单位在期刊《Journal of Genetics and Genomics》（IF=7.1）发表了题为“A high-quality genome assembly delineates the genetic basis of freezing tolerance in the elite wheat cultivar Jimai 22”的研究论文。该研究首次绘制了小麦品种济麦22的高质量染色体级别参考基因组，并系统解析了其耐寒分子机制。
低温冻害是影响小麦稳产高产的主要自然灾害之一。随着气候波动加剧，极端低温事件频发，给小麦安全生产带来巨大挑战。挖掘小麦自身的耐寒基因并解析其分子机制，对培育耐寒高产新品种具有重要意义。济麦22是我国黄淮海麦区的骨干亲本品种，高产稳产且耐寒性强，已衍生出200多个小麦品种/系，但其耐寒性的基因组基础此前尚不明确。
研究利用 PacBio HiFi 联合 Hi-C 技术完成济麦 22 基因组组装，组装总长度为 14.55 Gb；相较于现有参考基因组，组装连续性获得显著提升，99.17% 的组装序列可精准锚定至 21 条染色体。通过比较济麦22与对照品种济麦38在冷冻胁迫下的基因表达，发现四个CBF2（C-repeat binding factor 2）基因在济麦22中被显著激活。基因沉默实验证实，单独沉默任一CBF2基因不改变耐寒表型，而同时沉默这四个CBF2基因会显著降低耐寒能力，表明它们协同作用共同增强济麦22的耐寒性。进一步分析显示，济麦22携带的CBF2优异等位基因在其165份衍生品种中的分布频率高达90%左右，已在育种过程中被广泛选择，显示出重要的育种应用潜力。
该研究构建的济麦22高质量参考基因组，获得了连续完整的物理图谱，为小麦遗传研究和分子育种提供了重要的基因组资源。同时，基于该基因组解析了耐寒性的关键基因功能，展现了基因组数据驱动复杂性状解析和育种应用的价值。
作物所祁广副研究员和河南农业大学李广伟教授为该论文共同第一作者。刘成研究员和小松田隆夫研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家农业重大科技项目、山东省小麦产业技术体系、泰山学者基金等项目的资助。（撰写：祁广 核稿：李峰）
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167385272600189X?via%3Dihub
