豆类巨型基因组首次测序

在我们的饮食中引入更多的植物蛋白(通常富含肉类和牛奶蛋白)是食品生产的最新趋势，可以减少温室气体排放和生物多样性的丧失。对植物性饮食的更大依赖意味着对豆类蛋白质生产的更多依赖。

豆类不依赖人工氮肥，因为它们通过与土壤细菌共生来获取氮。蚕豆(ViciafabaL.)是古老、可持续的蛋白质来源，具有额外的优势，包括高产潜力和非常适合在温带地区种植。然而，到目前为止，基因组资源一直很稀缺。这在很大程度上是因为蚕豆的尺寸较大(13GB)。

蚕豆的庞大基因组是人类基因组的四倍、水稻基因组的30倍。事实上，基因组六条染色体中最大的一条染色体相当于整个人类基因组。正因为如此，它不可能作为一个整体来阅读，这阻碍了科学家和育种者寻找基因的努力，这些基因将使农民更容易种植，并使工业更容易加工成美味的食物。

最近，一个国际联盟成功解码了巨型蚕豆基因组。研究人员报告了 蚕豆基因组的高质量染色体规模组装，并表明通过反转录转座子和卫星重复的扩增和消除率之间的不平衡，它已扩展到13Gb的巨大大小。

这项工作发表在《自然》杂志上，论文中写道： 巨大的二倍体蚕豆基因组解锁了全球蛋白质作物的变异。

破译巨大的蚕豆基因组是一个重要的里程碑， 丹麦奥胡斯大学教授StigUggerh jAndersen博士指出。 我们现在终于可以开始了解重要的性状，如耐旱性、蛋白质含量和质量，这样我们就可以与植物育种家一起有效地改进它们，使蚕豆成为更具吸引力的作物。

现在，一个国际研究小组已经读取并组装了蚕豆的整个基因组，并确定了种子大小的关键基因 种子大小是一个重要的食物特征。他们使用PacBioHiFi长读长对其基因组进行了测序，覆盖范围达到20倍，并组装了11.9Gb的序列，其中一半以上是长度超过2.7Mb的重叠群。

改良的蚕豆将通过促进可持续粮食系统为绿色生物经济做出贡献。为了满足日益增长的蛋白质需求，同时保护生物多样性和减少农业温室气体排放，动物性食品的消费必须减少，而植物性食品的比例应该增加。蚕豆在这方面可以提供很大帮助， 芬兰赫尔辛基大学生物技术研究所研究负责人AlanSchulman博士说。

粮食生产造成了四分之一的导致气候变化的温室气体排放，其中最大的贡献来自于动物生产。为欧洲种植的豆类植物蛋白具有许多好处，而蚕豆是最适合北欧和波罗的海国家的豆类。

蚕豆是北欧非常有前景的肉类替代品和新素食和纯素食品的基础。它具有巨大的潜力，但只有农民想种植它并且人们想吃它，它才能发挥作用， 舒尔曼说。

然而，蚕豆面临着一些挑战。需要抗旱和抗病能力;由于气候变化，这些问题日益严重，并导致农场产量不稳定。应减少或消除 豆味 ，并改善加工和营养品质。

基因组的缺乏阻碍了育种者快速解决这些问题的工具的开发。只有一小部分人对蚕豆进行了研究，并且迄今为止投资很少。现在情况正在发生变化。新的基因组使研究团队能够解决未来气候所需的营养和加工质量、风味以及可持续性特征， 舒尔曼补充道。

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