国外研究

黄瓜基因组测序取得重大成果

作者: 来源:未知 2018-03-07 我要评论( )

近日,由中国科学家发起和主导的国际黄瓜基因组计划取得的阶段性重大成果,黄瓜基因组论文发表于11月1日的《自然—遗传学》杂志上,这是该杂志至今为止发表的为数不多的植物学论文

近日,由中国科学家发起和主导的国际黄瓜基因组计划取得的阶段性重大成果,黄瓜基因组论文发表于11月1日的《自然—遗传学》杂志上,这是该杂志至今为止发表的为数不多的植物学论文之一。这一成果对黄瓜和其他瓜类作物的遗传改良、基础生物学研究,以及对植物维管束系统的功能和进化研究将发挥重要的推动作用。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所于2007年初发起并组织国际黄瓜基因组计划,是我国第一个多边合作大型植物基因组计划,由深圳华大基因研究院承担基因组测序和组装等技术工作,参与单位包括中国农业大学、美国康奈尔大学等7个国内外研究机构。此外,国际黄瓜基因组计划得到了农业部的重视,“948”项目连续3年支持该项目的实施,科技部、财政部、国家自然科学基金委等也提供了经费和相关支持。

黄瓜基因组共有约3.5亿个碱基对。研究人员采用新一代测序技术,自主开发了一套全新的序列拼接软件,成功地以较低的成本绘制了黄瓜基因组的精细图。研究人员在黄瓜基因组中共发现了26682个基因;创建了包含1800个分子标记的高密度遗传图谱,把基因组的20000多个基因定位在染色体上;发现了与黄瓜产量、品质、抗病性等重要农艺性状相关的候选基因300多个,克隆了与产量相关的性别决定基因、苦味基因和抗黑星病基因,为这些重要性状的分子育种提供了快捷准确的工具。

黄瓜是维管束研究的模式系统。植物的维管束系统相当于人体的血管,是植物营养运输和长距离信号传导的主要通道。黄瓜基因组研究首次揭示了800个与维管束功能相关的基因,并且发现它们所在的基因家族在低等植物向高等植物进化的过程中得到了扩增。黄瓜有7条染色体,而甜瓜有12条染色体。该研究表明黄瓜7条染色体中的5条是由甜瓜的12条染色体中的10条两两融合而成的,这一发现解决了葫芦科染色体进化上一个多年未解的难题。在基因区域,黄瓜和甜瓜有95%的相似性,和西瓜也有超过90%的相似性。我国瓜类作物的栽培面积在4000万亩以上,黄瓜的基因组序列将推动所有瓜类作物的生物学研究和遗传育种。

在基因组测序完成的基础上,国际黄瓜基因组计划将开展黄瓜种质资源的遗传多样性和黄瓜基因表达及调控特性等方面的研究,并克隆主要的经济性状基因,开发廉价快捷的分子育种工具,努力推动基因组研究成果应用到优良新品种的培育和推广上。

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