| | | 2018年01月18日 星期四
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上海科学家绘制出水稻泛基因组图谱

基因“导航地图”助力提升水稻产量


    本报讯 (首席记者许琦敏)画一个人的特征容易,要画一群人的特征,就难了。基因组研究也是如此。尽管国际水稻基因组计划早在2002年就获得了水稻“日本晴”的精细基因图谱,可水稻有数千个品种,“日本晴”又怎能以偏概全?经过多年努力,上海科学家再次发布成果:首次绘制出水稻泛基因组图谱,不仅找到了“日本晴”不具有的基因,还发现了以前从未发现过的新基因、等位变异。这将为今后水稻育种提供一张基因“导航地图”。近日,该成果以长文形式发表在《自然·遗传学》。

    人类驯化、栽种水稻有着8000多年的悠久历史。亚洲栽培稻及其祖先种普通野生稻的种群十分丰富,分布地域广泛,可以适应多样的生态环境和农艺条件。“这说明,水稻的遗传多样性十分丰富,这对于改良水稻品种,以适应环境变化、提高产量的需求,十分重要。”论文通讯作者、上海师范大学生命与环境科学学院黄学辉教授介绍,水稻基因组首次测序所选用的日本栽培稻“粳稻日本晴”,一些适合艰苦条件的基因已完全缺失。

    水稻基因组测序完成后,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所韩斌研究员研究组又收集了约1500份不同的水稻品种进行测序,并从中挑选出66个株系进行深度测序、从头序列组装和基因注释分析,获得了水稻各类群材料的精细基因组图谱。

    与中国科学院院士韩斌研究组、中国水稻研究所魏兴华研究组合作,黄学辉研究组经过多年努力,在精细基因图谱中发现了几千个生物学功能尚不明确的新基因。“其中不少新基因拥有保守的结构域,这提示它们可能在水稻的生命过程中发挥重要作用。”黄学辉说,有的基因已经知道功能,但在不同稻种中,表现出丰富的等位变异,也就是说,同样的基因在不同的稻种里,可能有强弱不同的表现,这同样为培育优质高产的稻种提供了重要线索。

    论文发表后,国际同行评论,这是一项非常有意义的“挖掘基因”基础工作。黄学辉介绍,通过这项工作,科学家还详细了解了水稻的进化过程,对其他物种的基因研究也有启发。同时,这也为育种提供了一张“导航地图”,将来有望使育种专家告别盲人摸象式的育种时代。

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