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中國科學家成功破譯牡丹基因組 三項成果世界領先

2017-09-27
来源:香港商报网

  【香港商報網訊】記者鄭玉峰報道:9月26日,記者從洛陽牡丹基因組測序成果新聞發布會上獲悉,中國科學家成功破譯牡丹基因組,填補了芍藥科植物基因組研究空白。這也是世界上首次成功破譯牡丹基因組,這次破譯有三項成果在世界領先。

  有著“千年帝都、牡丹花城”美譽的洛陽一直是國內牡丹的研究和栽培中心,有著悠久的牡丹種植曆史、豐富的牡丹種質資源和良好的牡丹產業基礎,開展並應用基因研究,實現牡丹科研上的根源性創新,解決牡丹育種周期長、效率低等技術難題,大大促進洛陽牡丹產業的發展。

  2014年12月,洛陽市人民政府、深圳華大基因簽署協議,共同開展洛陽牡丹基因組學研究。主要任務是開展洛陽牡丹基因組測序和牡丹遺傳多樣性、洛陽牡丹分子育種研究。其中最重要、最基礎和最核心的任務是牡丹基因組測序研究。

  牡丹基因組極其複雜,達12.5 GB (約是人類基因組的4.5倍)。在華大基因和洛陽農林科學院雙方的共同努力下,經過近三年的協作攻關,動用了包括國家銀河超算在內的各種科研資源,應用世界最先進的第三代測序技術,先後完成了2.67 TB二代高通量數據,1.49 TB的第三代測序數據采集,結合759 GB約58×的Hi-C數據組裝,在世界上被首次破譯了牡丹基因組。

  牡丹基因組的破譯,在國際植物基因組研究上填補了芍藥科植物基因組的空白,使這個來源於中國的花卉品種在世界基因研究領域完美亮相,在牡丹研究方面具有裏程碑意義。此項研究成果,取得了三項世界領先。一是首次完成了牡丹基因組精細圖的繪制,使“數字化牡丹”精彩呈現。完成牡丹基因組組裝大小12.25 GB,拼接片段Contigs N50 = 128KB,基因組完整度98%,雙端比對率98.8%,錨定染色體85%的基因組精細圖譜,實現了超大基因組三代測序技術的完美組裝。二是首次注釋了65898個牡丹基因,使“定制化牡丹”成為可能。獲取了包含牡丹花形、花色控制基因及與牡丹籽油合成相關的基因,為精准化牡丹分子育種提供了技術支撐。三是首次構建了牡丹基因組及表型數據庫,使“信息化牡丹”觸手可及。依托研究成果建設了牡丹基因組數據庫,涵蓋1000餘份牡丹品種資源,從基因視野對牡丹進行分類、甄別,實現大數據查詢應用。

  牡丹基因組測序的完成,使洛陽牡丹科研全面邁進基因時代,標志著洛陽的牡丹科研水平達到了全球領先水平。基於此項研究成果,一是可以更加科學地做好牡丹品種資源的溯源、保護工作。利用基因研究成果,可以對全球牡丹資源在分子水平上加以甄別、歸納和整理,去偽存真,保證牡丹品種資源的准確性、科學性和一致性。同時對部分頻臨滅絕的珍奇牡丹資源進行異地活體保護和DNA資源保護,使洛陽成為全球牡丹品種資源類型最全、品種數量最多的資源保育中心。二是可以實現牡丹精准定向分子育種。通過基因組輔助技術,可以大大加快洛陽在觀賞牡丹、油用牡丹、鮮切花牡丹、藥用牡丹等方面的新品種培育速度,使洛陽成為全球牡丹品種培育中心、技術研發中心。三是可以加快牡丹產業化發展。通過大力開展牡丹基因組應用研究,全面推進洛陽牡丹生產的標准化、規模化發展,使洛陽成為全球牡丹產業發展中心。

[责任编辑:吴梓泳 ]
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