來自北京農林科學院、康奈爾大學、深圳華大基因研究院、復旦大學等10多家機構的研究人員組成的一個國際研究小組成功破譯了西瓜的遺傳密碼,繪制出世界上第一張西瓜(watermelon)基因組序列草圖。相關論文發表在11月25日的《自然遺傳學》(Nature Genetics)雜志上
北京農林科學院蔬菜研究中心主任許勇(Yong Xu )、北京農林科學院院長李云伏(Yunfu Li)、美國康奈爾大學費章君(Zhangjun Fei )博士以及華大基因研究院的王俊(Wang Jun)博士共同領導了這一研究。
西瓜一種雙子葉開花植物,屬葫蘆科,原產于非洲。被稱為“瓜中之王”,味道甘味多汁,清爽解渴,含有豐富的礦物鹽、脂肪、膽固醇、以及大量葡萄糖、蘋果酸、果糖、蛋白氨基酸、番茄素及豐富的維生素C等物質,是一種富有營養、純凈、食用安全的食品。西瓜全球年產量大約為9000萬噸,為全球第五大水果消費品,同時也是中國重要的經濟水果之一。
在這篇文章中,研究人員報告了東亞西瓜栽培品種97103的高質量基因組序列草圖。通過“全基因組鳥槍法”測序策略進行雙末端測序,研究得到總量約為46G的高質量的西瓜基因組序列。拼接后的序列覆蓋83.2%的西瓜基因組,共包含23440個編碼基因,其中96.8% (22,682個)的基因已經精確定位到染色體上。
比較基因組分析揭示了11條西瓜染色體的起源進化概況,證實它們來源于包含7條染色體的古六倍型雙子葉植物祖先。研究人員還對20份代表性西瓜資源的基因組進行了重測序生成了大量的單體型,并鑒別了西瓜種質的遺傳多樣性和種群結構。馴化過程中優先選擇的基因組區域被鑒別出來。此外研究人員還發現馴化過程中許多抗病基因發生了丟失。綜合基因組和轉錄組分析提供了西瓜和黃瓜之間共同的韌皮部脈管信號方面重要的認識,鑒別了對于有價值的水果質量性狀如糖累積和瓜氨酸代謝等至關重要的基因。
這一西瓜基因組序列圖譜繪制完成將使西瓜功能基因組學研究和分子改良育種邁進一個全新的發展階段,顯著提高含糖量、番茄紅素與瓜氨酸等復雜性狀品質改良的可操作性和新品種的選育效率,對于西瓜品種改良創新和全面提升我國在世界西瓜產業的競爭力具有十分重要的意義,同時也為破解葫蘆科作物基因組進化與重要性狀形成的分子機制等理論研究奠定了堅實的基礎。
此外,在發表在同期Nature Genetics雜志上的另一篇論文中,來自華中農業大學、新加坡基因組研究員以及加州大學河濱分校等機構的研究人員報告稱他們繪出了甜橙(sweet orange)基因組草圖,為未來了解及改善許多重要的柑橘性狀提供了有價值的資源。
國際科學家團隊近日成功構建出真正意義上的人類完整基因組,同時包含來自父母雙方的全套染色體序列。這是迄今為止最完整、最高質量的人類基因組序列,填補了單個基因組最后的空白。該成果被稱為人類基因組學里程碑,......
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