几近完成的普通小麦基因组测序

研究人员已经展示了普通小麦基因组的序列草图，从而在通往创制世界上种植最广泛谷物作物之一的完整参考序列的道路上到达了一个主要的里程碑。他们的工作给了科学家们一个可在小麦个体染色体上快速定位特定基因的工具，这一资源可帮助他们改良小麦育种以满足从未有过的对食物的更高需求，加快小麦新品种的开发并增加小麦对环境压力的抵抗性。4则相关《科学》报道利用了这一几近完成的序列。

在第一则报道中，来自国际小麦基因组测序联盟（IWGSC）的Klaus Mayer等人展示了普通小麦的基因序列草图，这是对所有21条染色体的基因含量及组成所做的一个调查。他们制定了一个实体绘制策略——对一个叫作Chinese Spring的培育的小麦品种的每个染色体臂进行了分离，测序及组装。沿着这些染色体臂，研究人员能够精确定位超过12万个基因。

在第二则相关报告中，Frédéric Choulet及其同事给出了一个更完整的序列，该序列是普通小麦21条染色体中最大的序列：染色体3B。研究人员确认了数千个沿着3B的重要基因标记。由Choulet等人所做的工作对IWGSC的测序策略给予了支持，从而为测序所剩下的20条染色体建立了一个模板。

另外两篇文章表示，IWGSC的测序草图已为科学家就小麦基因组的演化及与谷物发育有关的基因提供了新的了解。Thomas Marcussen等人利用该序列草图来更好地了解现代普通小麦的系统发育历史。Matthias Pfeifer等人对来自发育中的普通小麦谷物组织的RNA产物进行了编目以了解该3种亚基因组是如何促成现代普通小麦基因组对其基因表达的影响的。

为更多人提供食物并保护环境的新战略

由Paul West及其同事所撰写的一个新报告提出，关注一个相对较短的区域、作物及所采取行动的名单可为改善全球食物安全并同时降低农业对环境的影响提供新的机会。

他们称，中国、印度和美国有着全球农田过多营养物（尤其是氮和磷）中的大多数，而印度、巴基斯坦、中国和美国用了大多数的灌溉降雨量有限地区农作物的水。West及他的同事还估计，美国、中国、西欧与巴西消耗了农作物非食物使用中的大多数热卡。他们呼吁政府、企业、基金会及公民等在他们当地的社会经济及环境情况中采纳目前最好的做法。

“基因驱动”值得关注

据本期《政策论坛》的作者披露，在“基因驱动”被考虑用于像给蚊子基因组进行重新编程以消除疟疾或用于逆转杀虫剂抗药性的发生之前，涵盖这项技术——它包括了基因编辑——的法规中的缺口必须得到填补。他们说，现在是一个对“具有广泛包容性及信息灵通”的有关基因驱动的未来进行公共讨论的时候了。基因驱动技术是在10年前第一次提出的，它涉及到遗传偏差性基因的设计，这些基因具有驱动某些特征在群体中通过的潜力。它从最近的在CRISPR技术方面的进步而得到了一针强心剂。尽管基因驱动还没有在野生种群中实施，Kenneth Oye及其同事说，现在是严格评估这一迅速发展的技术的时间了；该技术可用于造福人类，但它也会造成未知的环境及安全风险。

人类基因组蛋白产物仍是谜

据新的研究报告，经过一些可变操纵的众所周知的基因仍然会令我们吃惊，其所产生的用于生物性应用的蛋白产物是科学家们过去一直没有发现到的。这一点是重要的，因为大多数的人类基因都被多次进行可变性设计或剪接——尽管所致蛋白产物的实际性研究一直是阙如的。一个叫做AARS酶的酶族对将遗传密码变为活的现实是至关重要的；AARS酶将氨基酸——这是蛋白质的构件——送交给匹配的转运RNA分子或tRNAs。这个过程有时被称作给tRNA“装料”。一旦tRNA被装料，便可从DNA蓝图进行蛋白质翻译。先前的研究显示，AARS酶的可变剪接可产生具有新功能的全新的AARS蛋白。为了对其进行研究，Wing-Sze Lo等人以AARS基因族作为目标并对来自可变剪接版本的蛋白进行了分析，他们发现了许多不同形式的蛋白产物，它们中的大多数失去了装料tRNAs的能力。

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）