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小麥是一種在全球廣泛種植的穀類作物，世界上約30%的人口以小麥為主要食糧。到2050年，全球人口預計將達到90億。為了確保未來的全球糧食安全，必須大幅提高小麥產量。而利用傳統育種技術繼續提高小麥產量已近極限，急需將分子設計育種技術引入到小麥育種實踐培育新品種來滿足全球人口對糧食的需求。由於目前從小麥中克隆到的控制小麥重要農藝性狀的基因較少，分子育種家可用的基因資源十分有限，因此進行小麥分子設計育種的關鍵是進一步克隆控制小麥重要農藝性狀的基因並解析其分子機制。同時，由於普通小麥是六倍體，基因組中的多數基因含有3個高度同源的基因，小麥的某些生長發育的調控機制可能也不完全等同於二倍體植物，所以開展小麥生物學研究也會豐富我們對植物生長發育調控的認識。
近日，首都師範大學馬力耕課題組在The Crop Journal在線發表了題為「Current strategies and advances in wheat biology」的綜述文章。本文提出了一種觀點：建議科研人員借鑑其他模式生物功能基因組分析的策略進行小麥生物學研究，包括從小麥突變體庫的製備和突變體篩選入手、克隆控制小麥重要農藝和生長發育性狀的基因、藉助遺傳轉化驗證這些基因的功能，通過上述手段和方式解析小麥生長發育調控機制並利用這些控制小麥重要農藝性狀的基因開展小麥分子設計育種。
實現上述目標的難點之一是小麥突變體突變基因的克隆。應用傳統圖位基因克隆技術克隆小麥突變體中的突變基因費時費力且難度較大。隨著測序技術的進步和測序成本的降低，小麥結構基因組學進展迅速。在本文中，作者總結了基於小麥基因組序列和重測序手段進行基因克隆的幾種方法，介紹了課題組開發的將傳統圖位克隆方法和現代以全基因組序列和重測序為基礎的Mutmap技術結合起來從複雜基因組中克隆突變基因的Mutmap-based cloning技術（圖1），並對這些方法做了比較分析。
同時，作者還介紹了小麥誘變和突變體庫製備以及小麥遺傳轉化的方法，並總結了近年來小麥功能基因組學研究的進展。相信隨著對小麥基因組解析的日益清晰，會有越來越多的科研工作者利用現代生物學的思路和方法進行小麥功能基因組學研究，結果會加快解析控制小麥重要農藝和生長發育性狀的分子機制和小麥生物學的研究進展；同時，也會為通過分子設計育種改良和培育小麥新品種提供大量基因資源和設計方案。
圖1 基於Mutmap-based cloning從複雜基因組克隆基因的模式圖
首都師範大學博士後李君（現為河北農業大學教授）和博士生楊晶為該論文的共同第一作者，首都師範大學的馬力耕教授為該論文的通訊作者。本研究得到國家重點研發計劃（2017YFD0101001）、北京市自然科學基金（IDHT20170513）和河北農業大學引進人才項目（YJ201958）的資助。
The Crop Journal(《作物學報(英文版)》)是中國科協主管, 中國作物學會、中國農業科學院作物科學研究所和中國科技出版傳媒股份有限公司共同主辦的學術期刊，創刊於2013年10月。辦刊宗旨為刊載作物科學相關領域最新成果和應用技術, 開展國際學術交流, 促進我國作物科學研究水平及國際影響力的提升。主要刊登農作物遺傳育種、耕作栽培、生理生化、生態、種質資源以及與農作物有關的生物技術、生物數學、農業氣象等領域以第一手資料撰寫的研究論文、研究簡報以及專題綜述等。2018年The Crop Journal的SCI影響因子為3.179, 在JCR農學和植物學兩個學科位於Q1區，並位列中科院分區農林類期刊一區。2019年獲中國科技期刊卓越行動計劃重點項目資助。
最後附上文中列出的已小麥克隆基因