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科學家破解土豆基因組


      據英國《星期日泰晤士報》10日報道,科學家破解了迄今為止最復雜的基因組之一———土豆的脫氧核糖核酸(DNA)。 
      他們發現土豆含有至少3.9萬種基因,接近人類基因的兩倍。 
      此項突破意味著科學家能以更快的速度培育土豆品種,包括創造抗病抗蟲的品種。 
      這甚至還可能意味著今后會出現更好吃的炸土豆條。該項目的主要目標是創造更適于烹飪的土豆品種。 
      新西蘭研究機構植物與食品研究所是全球2  6家對基因組開展聯合研究的機構之一。該研究所稱,破解土豆的DNA一直是一項重大挑戰。 
      這是因為土豆基因組中染色體基數為12,在自然條件下,不同倍性的土豆均有存在,而人類是二倍體。 
      一些科學家最感興趣的是把能幫助作物生產土豆的基因分離出來。 
       一種想法是,通過育種或轉基因方式改變這些基因,能培育出生長更快、口味更好的土豆。對農民而言,最重要的發現是找到了800多種與抗病能力有關的基因。 
      土豆是重要性位居世界第三的糧食作物,也是一種工業原材料。 
      2011年7月10日,由中國華大基因研究所為首的26家中外科研機構聯合在國際著名雜志《自然》(Nature)上在線發表了題為“塊莖作物馬鈴薯的基因組測序及分析”(Genome  sequence  and  analysis  of  the  tuber  crop  potato)的研究論文,新研究為馬鈴薯的遺傳學研究及分子育種提供了非常有價值的資源。 
      馬鈴薯是世界上四大作物之一,也是最重要的蔬菜作物。破譯馬鈴薯基因組序列對幫助科學家們從分子水平上了解馬鈴薯的生長、發育及繁殖過程,以及改良和提高馬鈴薯的品種產量、品質和抗病性具有重要的意義。 
      早在2006年,中國農科院副院長屈冬玉博士作為項目發起人之一,組建了由農科院蔬菜花卉所和深圳華大基因研究院的專家組成的中方團隊,參與啟動了國際馬鈴薯基因組測序計劃。針對馬鈴薯基因組高度雜合、物理圖譜質量不高、測序成本高等難以克服的困難。中方首席科學家黃三文博士提出了以單倍體馬鈴薯為材料來降低基因組分析的復雜性,并采用快捷的全基因組鳥槍法策略和低成本的新一代DNA測序技術的新策略。這一策略的改變,大大提高了國際馬鈴薯基因組測序協會(Potato  Genome  Sequencing  Consortium)的研究進程,促使中國團隊實現了從參與到主導地位的改變。 
      在這篇新文章中,研究人員沿用了上述策略,他們首先將一種普通四倍體馬鈴薯栽培種誘導生成了一種純和的雙單倍體植株。隨后,研究人員針對這一單倍體植株進行了基因組測序,并拼接了馬鈴薯844  Mb基因組中的86%的序列,從中研究人員推測馬鈴薯基因組約包含有39031個蛋白質編碼基因。研究結果顯示馬鈴薯至少存在兩次基因組復制事件,表明了其古多倍體起源。測序結果還證實馬鈴薯基因組中包含了被子植物進化枝中2642個特異基因。此外,研究人員還對一個雜合二倍體馬鈴薯植株進行了測序,發現了一些基因組變異以及一些可能與馬鈴薯近交衰退有關的高頻率的有害突變。研究結果表明基因家族擴增,組織特異性表達,以及新通路中基因的招募導致了馬鈴薯的進化。
此次的馬鈴薯全基因測序研究為科學家們對馬鈴薯這一重要農作物進行遺傳改良提供了重要的數據資源和平臺。


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