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《自然—遗传学》:我国科学家绘制出黄瓜基因

  “自然 - 遗传学”:中国科学家绘制了黄瓜基因组精图

  11月1日,Nature Genetics杂志发表了一篇关于世界上第一个蔬菜作物基因组测序和分析的重要在线论文,这是我们科学家发起和领导的国际黄瓜基因组计划第一阶段的一项重大成果。黄瓜等瓜类作物的基础生物学研究,以及植物血管系统的功能和进化研究起着重要的推动作用,“黄瓜基因组研究”是迄今为止在“自然 - 遗传学”上发表的少量植物学论文之一。 >由中国农业科学院蔬菜花卉研究所及该组织于2007年初启动的国际黄瓜基因组计划由北京基因组学研究所深圳分校进行基因组测序和其他技术工作,参加者包括中国农业大学,北京师范大学,康奈尔大学,威斯康星大学和加州大学 - 戴维斯,瓦赫宁根大学,荷兰和澳大利亚的多晶片技术中心。这是我国多边合作开展的第一个大型植物基因组学项目。黄瓜基因组中有大约3.5亿个碱基对。该项目采用新一代测序技术,自主开发了一套新的序列拼接软件,成功地在低成本的优质地图上绘制黄瓜基因组。这套测序策略已经成为其他植物基因组测序的模型。总共发现了26,682个基因在黄瓜基因组中。该项目建立了包含1800个分子标记的高密度遗传图谱,在染色体上定位了2万多个基因组,为克隆重要的经济性状基因带来了极大的方便。到目前为止,已经发现了300多个与黄瓜产量,质量和抗病性等重要农艺性状相关的候选基因。与性别决定基因相关的基因(与上海交通大学合作),苦味基因和抗结核病基因已经被克隆,为这些重要性状的分子育种提供了快速而准确的工具。黄瓜有七条染色体,而瓜有十二条染色体。这项研究表明,黄瓜七条染色体中的五条通过十对十二条染色体融合在一起。这一发现解决了葫芦科染色体多年未解决的问题。在基因区域,黄瓜和甜瓜具有95%的相似性,而西瓜也具有90%以上的相似性。中国甜瓜种植面积超过4000万亩。黄瓜的基因组序列将促进所有甜瓜的生物学研究和遗传育种。植物血管系统相当于人体的血管,是植物体内主要的营养输送通道和远距离信号传导系统,黄瓜是维管束系统的一个研究模型。结果表明,在低等植物进化到高等植物的过程中,参与维管束功能的时间为800多个基因,并发现其基因家族在基因组测序完成后,国际黄瓜基因组计划将进入下一阶段,黄瓜的遗传多样性种质资源及黄瓜基因表达调控等方面进行系统研究,克隆基因的主要经济性状,开发廉价高效的分子育种工具,促进基因组研究成果直接应用于优良新品种的培育。

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