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国际首例一串红基因图谱发布

http://www.chla.com.cn 2018-07-05 来源:花卉报 作者:薛倩 发表评论(0)

  日前,由北京市园林科学院和北京林业大学科研人员完成的《重要观赏植物一串红的高质量参考基因组组装》论文,在牛津大学出版社的权威刊物《大数据科学》(Gigascience)在线发表。这是一串红基因图谱国际首发,对唇形科植物的研究、育种具有重要意义。

  “这个基因图谱就是一张地图,没有这张地图之前,很多工作都是靠经验摸索,有了这张地图,就可以有目的、更明确地去做。”北京市园林科学院高级工程师、论文共同的第一作者辛海波博士这样解释一串红基因图谱的意义。例如,以前做一串红的杂交育种靠实践积累经验,现在则可以通过基因图谱找到花色、抗性、生长发育等方面的控制基因,直接有目的地进行杂交,或利用基因编辑技术,“设计”出符合要求的植株特性。

  “人类基因图谱的公布,为精准医疗提供了可能,一串红的基因图谱也会为快速种质创新和基础研究打开了一扇大门,而且就像一个人的基因图谱可以全人类共用一样,一串红的基因图谱对于整个唇形科适用。”北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心副教授、本论文通讯作者毛建丰说。

  唇形科是开花植物中的第六大科,包括约236个属、6900个至7200个种类,其中许多种类含有丰富的芳香和药用成分,得到广泛关注。如芳香植物百里香、罗勒、迷迭香,药用植物丹参、黄芩、荆芥、藿香、紫苏,兼具芳香和药用的薄荷,兼具芳香和观赏用途的薰衣草等。这次对一串红700多万个基因序列做了高质量排序,对于查看种间分化历史、了解次生代谢通路解析等有重大作用,对唇形科芳香和药用成分形成机制和深入开发工作也有重要的参考价值。

  据了解,一串红基因研究项目选择国旗红色‘奥运圣火’的2个单株进行了分子测序(PacBio Single-Molecule Real-Time,SMRT),获得了808M的一串红高质量全基因组序列。以contigs和scaffolds(2个基因组序列片段)长度分布为评价指标,一串红和已报道的薄荷,以及2个丹参基因组进行了比较,结果表明,本次研究中获得的一串红基因组质量远高于其他2类唇形科植物。毛建丰介绍说,本次能获得高质量的基因图谱,关键之一是选种,‘奥运圣火’是一个自交品种,它的两套基因序列一致,提高了基因组合排列的准确性,而这其中园科院在一串红领域30多年的研究经验非常重要,‘奥运圣火’本身也是园科院的自育品种。

  一串红曾广泛应用于花坛、景观,但近年来应用有下滑趋势,此次基因图谱的公布,有助于一串红的快速育种,或将打开一串红应用的“第二春”。在其他唇形科花卉方面,利用一串红的基因谱图,除了研究花色和抗性相关基因,还可以发现药用、精油等有效成分的合成调控机制,对培育多用途的唇形科新品种提供了新的可能。

  本项目自2016年11月开始,今年6月19日论文正式在线上公布。北京市园林科学研究院教授级高工董爱香博士、高级工程师辛海波博士、高级工程师李子敬博士为论文的共同第一作者,北京市园林科学研究院副院长、绿化植物育种北京市重点实验室主任、教授级高工丛日晨博士和北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心副教授毛建丰为本论文的共同通讯作者。

国际首例一串红基因图谱发布

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编辑:崔京荣
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