上個月，科學家宣布大麥研究有重大突破：他們終於完成了大麥基因組的定序。對此，一些媒體報告稱，這將使啤酒品質提升（大麥是啤酒的關鍵原料之一）。誠然，在某種程度上，了解大麥基因組確實會帶來更好——或者更多，或者更便宜——的啤酒，尤其是在氣候變遷如科學家預測的那樣發展，導致作物因環境條件惡化而更難生長的情況下。但這些媒體報導忽略了重點：這種誇張的說法，例如把美國太空總署太陽動力學天文台的觀測結果說成是能讓你曬出更健康的膚色，就好比這麼說一樣。這項研究的意義遠比這複雜得多。
背景介紹：大麥與小麥、黑麥等其他馴化穀物同屬小麥族。這些作物是最早被馴化的農作物之一——考古證據表明，人類大約在1萬年前就開始馴化大麥。
國際大麥基因組定序聯盟上個月在《自然》雜誌上發表了大麥基因組草圖——一份包含所有基因的部分完整圖譜。這是一項了不起的成就，克服技術難題耗費了數年時間：大麥基因組大小為5.1吉鹼基，是人類基因組的1.3倍，而且大麥基因組中含有大量重複序列，這使得確定所有冗餘序列的確切位置變得十分困難。
這項工作的目的是最終改良大麥，使其比目前的栽培品種（專門培育具有理想特性的大麥品種）更能抵抗疾病和不利條件，提高植物的膳食纖維含量，並且，是的，可能還會調整穀粒，使其更有效率或更適合啤酒生產。
但這還遙遙無期。我與德國萊布尼茨植物遺傳與作物研究所的研究員尼爾斯·斯坦（Nils Stein）就這篇論文進行了交流，他是大麥基因組計劃的主要研究者之一。史坦強調，他們發表的只是基因組的初稿。他們擁有物理圖譜——即所有字母的位置——但並非所有基因在該圖譜上的位置都已確定。這就像知道小說中所有字母的位置，卻不知道這些字母如何組成單字一樣。聯盟的成員確實掌握了一些數據：他們已經能夠將24,154個基因的位置映射到物理圖譜上，這大約是大麥基因總數（30,400個）的三分之二。
此外，他們也比較了不同大麥品種的基因組。定序的主要基因組來自六稜大麥品種莫雷克斯（Morex）。我問斯坦，為什麼他們認為莫雷克斯是最佳的“基準”，而他們研究的其他品種都是二棱大麥。他解釋說，美國農業部過去曾對莫雷克斯品種進行過大量研究——它是我們了解最多的品種，因此為進一步研究奠定了良好的基礎。
為什麼有志自釀啤酒的人應該關心這個問題呢？因為二棱大麥和六棱大麥在糖化過程中表現略有不同，這會對釀造效率和最終啤酒的特性產生深遠的影響（這是一個複雜的現象，我會在以後的專欄文章中詳細探討）。我想，任何對品種間的基因差異感興趣到想要了解的人，都會好奇單核苷酸變異研究中使用的東西究竟是哪一種大麥。
當研究團隊的科學家比較了各種六稜大麥和二稜大麥品種時，他們發現著絲粒附近的染色體區域：1）含有許多功能基因；2）在品種內部以及一定程度上品種之間，變異並不大。這意味著只有染色體的末端會經常發生重組——即DNA片段的交換。這將是未來大麥科學家需要克服的難題：如果育種過程中需要在品種間轉移的基因無法相互重組，就無法培育出更優良、抗病性更強的大麥品種。史坦因澄清說，可以使用基因修飾技術來靶向著絲粒附近那些難以接近的基因，但他同時也很快解釋說，並非所有大麥基因都位於這些區域——傳統育種者還可以對許多其他性狀進行改造。
展望未來，史坦恩希望更清楚地了解大麥基因在物理圖譜和轉錄組（例如蛋白質或調控RNA等基因產物）上的位置，這將有助於科學家更好地理解基因表現的調控機制。反過來，這將為植物育種者如何自主調控基因表現提供線索。
史坦因也指出，大麥將成為研究相關作物基因組的絕佳模型，這些作物的基因組更為複雜：例如，小麥是六倍體（每條染色體有六份拷貝；大麥只有兩份），其基因組大小高達17Gb。與大麥一樣，小麥也是世界上最重要的主糧之一，面對氣候變化，小麥也將面臨與大麥相同的環境壓力——乾旱、病蟲害、鹹水、土壤貧瘠等。
因此，你可以看出，要弄清楚一個生物體的基因組的無數複雜性以及該基因組的時間、空間和結構組織是一項極其艱鉅的任務——但這是一項重要的任務，無法用一篇 200 字的新聞報道來概括。
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