我國完成小麥A基因組測序和圖譜繪製

2020-12-19 中國經濟網

　　北京時間5月10日凌晨1時，國際頂級學術刊物《自然》在線發表了我國科學家完成小麥A基因組測序和精細圖譜繪製的研究論文。該項研究全面揭示了小麥A基因組的結構和表達特徵，對深入系統研究麥類植物的結構與功能基因組學，以及進一步推動栽培小麥的遺傳改良具有重要理論意義和實用價值。此項研究由中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室、中國科學院種子創新研究院和遺傳發育所基因組分析平臺等合作完成。

　　小麥是全球最重要的糧食作物，養活了世界上40%的人口，提供了人類所需熱能和蛋白質的20%。我國是世界上小麥生產和消費大國，常年種植面積為2400萬公頃左右，年產量近1.3億噸。

　　生產上廣泛種植的普通小麥是一個經兩次自然雜交而形成的異源六倍體，含有A、B和D3個基因組，約17Gb，是水稻基因組的40倍；且其基因組複雜，85%以上基因組DNA為重複序列；這使得基因組測序研究困難重重，進展緩慢。追本溯源，烏拉爾圖小麥是普通小麥和其他多倍體小麥中A基因組的原始二倍體供體。因此，烏拉爾圖小麥在多倍體小麥進化過程中，起著基礎性核心作用。

　　研究團隊在前期小麥A基因組草圖繪製基礎上，通過構建A基因組BAC文庫和BAC測序，結合全基因組PacBio測序以及最新物理圖譜構建技術，繪製出小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41507個蛋白編碼基因，並發現在小麥基因組中，參與春化和開花的REM類轉錄因子基因有明顯擴增。

　　通過與水稻、高粱和短柄草基因組的比較和共線性分析，研究團隊推演出小麥A基因組7條染色體的進化模型，並鑑定出小麥A基因組從二倍體、經四倍體到六倍體進化過程中的染色體結構變異。群體遺傳學分析顯示，來自於新沃月地區的烏拉爾圖小麥可分為3個亞群，其遺傳多樣性與海拔高度密切相關，並證明海拔高度在烏拉爾圖小麥適應環境和重要性狀形成中，起到重要作用。

　　小麥A基因組測序和精細圖譜繪製的完成，為國內外科研工作者解析小麥基因組進化和馴化提供了高質量的基因組信息和一個全新視角。注釋出的基因信息將助力小麥重要農藝性狀基因的精細定位、克隆和功能解析，加速栽培小麥的遺傳改良和分子設計育種，對提升小麥產業競爭力、保障糧食安全和農業提質增效與可持續發展，將產生重要作用。（經濟日報-中國經濟網記者 佘惠敏）

（責任編輯：劉江）

相關焦點

  • 小麥基因組測序 為第三代育種繪製「高清地圖」
    不久前，中國科學院遺傳與發育生物學研究所發表於國際著名期刊《自然》的論文稱，該所研究團隊已完成小麥A基因組測序和染色體精細圖譜繪製。這是繼2013年，該團隊成功繪製出小麥A基因組祖先種烏拉爾圖小麥基因組草圖並發表於《自然》之後，在此領域的又一項重大成果。　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員凌宏清告訴科技日報記者：「世界三大糧食作物中，水稻和玉米基因組測序已相繼完成，極大推動了這兩大作物的基礎和分子育種研究。但是，因小麥基因組的特殊性和複雜性，基因組測序研究進展緩慢，制約了小麥功能基因組學與品種改良研究。」
  • 【科技日報】小麥基因組測序 為第三代育種繪製「高清地圖」
    不久前，中國科學院遺傳與發育生物學研究所發表於國際著名期刊《自然》的論文稱，該所研究團隊已完成小麥A基因組測序和染色體精細圖譜繪製。這是繼2013年，該團隊成功繪製出小麥A基因組祖先種烏拉爾圖小麥基因組草圖並發表於《自然》之後，在此領域的又一項重大成果。　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員凌宏清告訴科技日報記者：「世界三大糧食作物中，水稻和玉米基因組測序已相繼完成，極大推動了這兩大作物的基礎和分子育種研究。但是，因小麥基因組的特殊性和複雜性，基因組測序研究進展緩慢，制約了小麥功能基因組學與品種改良研究。」
  • 科學家繪製菠蘿馴化基因組圖譜
    科學家繪製菠蘿馴化基因組圖譜 作者：小柯機器人 發布時間：2019/10/2 20:31:38 福建農林大學明瑞光（Ray Ming）、奧地利維也納大學Christian Lexer和美國喬治亞大學Jeffrey L.
  • 馬鈴薯基因組序列框架圖全球發布 中國參與繪製
    9月23日，由14國科學家組成的「國際馬鈴薯基因組測序協作組」分別在北京、阿姆斯特丹、倫敦、紐約、利馬等地同時宣布了馬鈴薯基因組序列框架圖的完成。此次公布的馬鈴薯基因「藍圖」繪製工作的中國參與單位主要來自中國農業科學院蔬菜花卉所和深圳華大基因研究院。
  • 鞍帶石斑魚基因組精細圖譜成功繪製
    日前，在山東省農業良種工程等項目支持下，黃海水產研究所陳松林研究員團隊、中山大學林浩然院士團隊和美國密西根州立大學李偉明教授團隊等，聯合完成了鞍帶石斑魚（龍膽石斑）的全基因組測序和基因組圖譜繪製，並解析了其先天性免疫和快速生長的基因組學機制。
  • 斑胸草雀基因組測序完成
    一個國際科研團隊在4月1日出版的英國《自然》雜誌上撰文指出，他們成功地對俗稱「珍珠鳥」的斑胸草雀的基因組進行了測序。由於斑胸草雀學習唱歌的過程同人類學習說話類似，因此，該測序結果將有助於研究人類的語言學習過程。 　　美國華盛頓大學的衛斯理·沃倫領導的該科研小組由美國、英國和德國等多國研究人員組成。斑胸草雀屬於鳴禽，是用於研究脊椎動物的腦、行為和演化的一種動物模型，其基因組有約12億個鹼基對，不到人類基因組的一半。
  • 青島"解鎖"體型最大石斑魚基因精細圖譜 將推動產業可持續發展
    青島「解鎖」體型最大石斑魚基因精細圖譜半島記者 韓小偉7月3日半島記者獲悉，近日黃海水產研究所等單位聯合完成鞍帶石斑魚基因組精細圖譜繪製。在此之前，島城科研院所已完成了牡蠣、半滑舌鰨、褐牙鮃、扇貝、花鱸五大養殖海鮮的基因圖譜繪製。
  • 科學家繪製出歐洲玉米基因組圖譜
    科學家繪製出歐洲玉米基因組圖譜 作者：小柯機器人 發布時間：2020/7/29 22:42:04 德國慕尼黑工業大學Klaus F. X.
  • 剛解鎖石斑魚基因精細圖譜,島城科學家又破譯大毛蛤「基因天書」
    「解鎖」體型最大石斑魚基因精細圖譜本月初消息，黃海水產研究所等單位聯合完成鞍帶石斑魚基因組精細圖譜繪製。石斑魚是廣泛分布於印度洋-太平洋熱帶和亞熱帶海域的巖礁魚類，也是我國重要的海水養殖經濟魚類。日前，在山東省農業良種工程等項目支持下，黃海水產研究所陳松林研究員團隊、中山大學林浩然院士團隊和美國密西根州立大學李偉明教授團隊等，聯合完成了鞍帶石斑魚（龍膽石斑）的全基因組測序和基因組圖譜繪製，並解析了其先天性免疫和快速生長的基因組學機制。
  • 華南農大高立志團隊公布杧果參考基因組圖譜
    雖然杧果的生產已經進入規模化、商品化的發展階段，但在對其產量、抗性和品質的遺傳改良以及優異種質資源的發掘利用仍然遠遠落後於其它眾多的經濟果樹，雜合度較高是限制高質量杧果參考基因組獲得的最大瓶頸。
  • 研究完成海灣扇貝兩個亞種的基因組測序和組裝
    日前，青島農業大學在扇貝育種研究方面再次取得重要進展，海洋科學與工程學院王春德教授課題組與合作單位成功完成海灣扇貝北部亞種和南部亞種基因組的測序和分析此前，王春德課題組已完成紫扇貝基因組的測序和組裝，紫扇貝和海灣扇貝兩個亞種基因組的成功測序，為從分子水平解析海灣扇貝屬扇貝及其雜交後代的生長、抗逆性、育性和壽命等重要性狀的決定機制及分子育種，打下了基礎。論文通訊作者為青島農業大學王春德教授，第一作者為浙江海洋大學劉曉教授。
  • 馬鈴薯基因組序列框架圖全球發布
  • 咖啡基因組草圖繪製完成
  • 中國科學家首次完成珍稀中藥材金蟬花全基因組圖譜
    上海與香港兩地科學家3月18日在港表示，經過一年多研究，已完成對珍稀中藥材金蟬花的全基因組序列測定、拼接和組裝，並公布研究所得的金蟬花全基因組框架圖譜。
  • 食蟹猴和中國恆河猴基因組測序完成
    近日來自中山大學、廣東華南新藥創製中心、深圳華大基因研究所、中科院昆明動物研究所和華南理工大學等處的研究人員合作完成了對兩種獼猴屬動物食蟹猴和中國恆河猴的基因組測序工作
  • 苦蕎基因組變異圖譜揭示苦蕎如何傳向世界
    近日，記者從中國農科院作科所獲悉，該所特色農作物優異種質資源發掘與創新利用創新團隊，牽頭聯合國內外10餘家科研單位，對來自14個國家的510份苦蕎核心資源的全基因組進行重測序，構建了苦蕎基因組變異圖譜，揭示了苦蕎的起源和傳播馴化路徑，明確了我國西南地區作為全世界苦蕎多樣性中心和栽培苦蕎起源馴化中心的獨特地位。
  • 我國科學家解讀問號鉤端螺旋體基因組圖譜
    本報上海4月24日電（記者林蔚）以我國科學家為主、美法科學家參與的一個科研團隊，經過3年多努力，終於解讀出了鉤端螺旋體的致病菌―――問號鉤端螺旋體的全基因組測序及注釋。今天出版的國際權威科學雜誌《自然》，公布了這項成果。據介紹，該項研究為鉤端螺旋體病的病理研究、細菌中進化及分類地位特殊的螺旋體的分子生理研究奠定了全新的基礎。
  • 墨西哥科學家完成菜豆基因組測序
    2月21日，墨西哥高等研究中心（CINVESTAV）發布消息稱，墨生物多樣性基因組學國家實驗室的科學家們通過與國際科研團隊的共同努力，已完成對菜豆的基因組測序。在墨西哥，中南美洲和非洲，是一種重要的農作物）。     項目負責人Alredo Herrera Estrella表示，經過2年的研究，科學家確定了26500種菜豆基因，研究成果明確了哪些基因決定著菜豆的抵禦病害能力，抗旱性，鹽耐受度，大氣中的氮沉澱，生殖細胞構成以及種子質量等問題。
  • 我國科學家構建小麥基因定位與基因組研究平臺
    近日，一個小麥基因定位與基因組研究平臺—WheatGmap構建成功，該平臺由中國農科院作科所小麥基因資源發掘與利用創新團隊牽頭構建。據介紹，這一成果為高效克隆小麥功能基因提供了一個有效的數據利用、分析和共享平臺。相關研究成果在線發表於《分子植物（Molecular Plant）》。WheatGmap頁面。
  • 利用高精度單細胞轉錄組測序技術首次繪製食蟹猴卵巢單細胞衰老圖譜
    該研究利用高精度單細胞轉錄組測序技術首次繪製了食蟹猴卵巢的單細胞衰老圖譜，同時利用人類卵巢細胞研究體系，發現增齡伴隨的抗氧化能力的下降是靈長類卵巢衰老的主要特徵之一。 卵巢結構複雜，細胞組成具有高度異質性，其中包含處於多個不同發育階段的卵泡，還有其它為卵泡發育提供必要營養和支撐的多種細胞類型。。