黃瓜基因組精細(xì)圖譜繪制完成

黃瓜基因組精細(xì)圖譜繪制完成

11月1日，《自然—遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志在線發(fā)表了世界*個(gè)蔬菜作物的基因組測(cè)序和分析的重要論文。這是由我國科學(xué)家發(fā)起和主導(dǎo)的黃瓜基因組計(jì)劃*階段所取得的重大成果，對(duì)黃瓜和其它瓜類作物的遺傳改良、基礎(chǔ)生物學(xué)研究、以及對(duì)植物維管束系統(tǒng)的功能和進(jìn)化研究將發(fā)揮重要的推動(dòng)作用。黃瓜基因組論文是《自然—遺傳學(xué)》至今為止發(fā)表的為數(shù)不多的植物學(xué)論文之一。

黃瓜基因組計(jì)劃由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所于2007年初發(fā)起并組織，由深圳華大基因研究院承擔(dān)基因組測(cè)序和組裝等技術(shù)工作。參與單位包括中國農(nóng)大、北京師大、美國康乃爾大學(xué)、威斯康星大學(xué)和加州大學(xué)戴維斯分校、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)以及澳大利亞多態(tài)性芯片技術(shù)中心。這是由我國發(fā)起的*個(gè)多邊合作的大型植物基因組計(jì)劃。

黃瓜基因組共有約3.5億個(gè)堿基對(duì)。項(xiàng)目采用了新一代測(cè)序技術(shù)，自主開發(fā)了一套全新的序列拼接軟件，成功地以較低的成本繪制了黃瓜基因組的精細(xì)圖。這一套測(cè)序策略已經(jīng)成為了其它植物基因組測(cè)序的模式。

在黃瓜基因組中共發(fā)現(xiàn)了26,682個(gè)基因。項(xiàng)目創(chuàng)建了包含1800個(gè)分子標(biāo)記的高密度遺傳圖譜，把基因組的20000多個(gè)基因定位在染色體上，這給重要經(jīng)濟(jì)性狀基因的克隆帶來了極大的便利。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的候選基因300多個(gè)，已經(jīng)克隆了與產(chǎn)量相關(guān)的性別決定基因（和上海交大合作）、苦味基因和抗黑星病基因，為這些重要性狀的分子育種提供了快捷準(zhǔn)確的工具。

黃瓜有7條染色體，而甜瓜有12條染色體。本研究表明：黃瓜7條染色體中的5條是由甜瓜的12條染色體中的10條兩兩融合而成的，這一發(fā)現(xiàn)解決了葫蘆科染色體進(jìn)化上一個(gè)多年未解的難題。在基因區(qū)域，黃瓜和甜瓜有95%的相似性，和西瓜也有超過90%的相似性。我國瓜類作物的栽培面積在4000萬畝以上，黃瓜的基因組序列將推動(dòng)所有瓜類作物的生物學(xué)研究和遺傳育種。

植物的維管束系統(tǒng)相當(dāng)于人體的血管，是植物營養(yǎng)運(yùn)輸和長(zhǎng)距離信號(hào)傳導(dǎo)的主要通道。黃瓜是維管束研究的模式系統(tǒng)。黃瓜基因組研究揭示了800個(gè)與維管束功能相關(guān)的基因，并且發(fā)現(xiàn)它們所在的基因家族在低等植物向高等植物進(jìn)化的過程中得到了擴(kuò)增。

在基因組測(cè)序完成的基礎(chǔ)上，黃瓜基因組計(jì)劃進(jìn)入下一個(gè)階段，將系統(tǒng)地研究黃瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性和黃瓜基因表達(dá)及調(diào)控的特性，將克隆主要的經(jīng)濟(jì)性狀基因，開發(fā)廉價(jià)快捷的分子育種工具，推動(dòng)基因組的研究成果直接應(yīng)用到優(yōu)良新品種的培育上