華中農業大學Nature子刊發表測序新成果

　　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。相關成果發布在11月25日的《自然遺傳學》(Nature Genetics)雜志上。

　　領導這一研究的是華中農業大學的鄧秀新(Xiu-Xin Deng)教授和阮一駿(Yijun Ruan)教授。鄧秀新教授是我國著名的果樹學家。研究領域主要是果樹生物技術，園藝作物遺傳改良和植物種質資源評價與利用。2007年當選中國工程院院士。阮一駿教授長期從事基因組學研究，是基因組學研究領域國際知名戰略科學家。曾在Nature(6篇)、Science(1篇)、Cell(2篇)等國際權威期刊發表40多篇高水平的學術論文。2011年受聘為華中農業大學“千人計劃”專家。

　　柑橘屬(Citrus)是一個大屬，包含多個重要栽培品種甜橙(C. sinensis)、橘(Citrus reticulata)、檸檬(Citrus limon)、柚(Citrus grandis)和葡萄柚(Citrus paradisi)。根據聯合國糧農組織(FAO)統計2009年全球柑橘栽培面積達900萬公頃，產量達到1.223億噸，居所有水果作物榜首。此外，柑橘類水果和果汁也是人類重要營養成分維生素C的主要來源。

　　柑橘類水果還具有一些獨特的植物學特性，例如珠心胚現象(珠心細胞可以發育為與母株基因相同的無融合生殖胚胎)。因此，相比合子胚體細胞胚更為茁壯生長，幼苗基本上是母本的克隆。這些獨特的特性阻礙了柑橘遺傳學研究和育種改良。對其進行完整基因組測序將為改良柑橘作物提供有價值的遺傳資源。

　　柑橘被認為原產于東南亞，至少4千年前人們便開始栽培這些水果作物。盡管有一些猜測甜橙可能來源于一些原始柑橘類物種的種間雜交，目前對于其遺傳起源尚不清楚。柑橘屬于無患子目(order Sapindales)，是十字花目(Brassicales)的姊妹群，因此對于模式植物擬南芥比較基因組研究非常有價值。

　　在這篇文章中，研究人員完成了對瓦倫西亞甜橙甜橙(Valencia sweet orange)的基因測序。瓦倫西亞甜橙甜橙是最重要的甜橙品種之一，全球種植，主要供果汁生產。普通甜橙是二倍體，具有9對染色體，預計基因組大小約為 367 Mb。為了減少測序基因組復雜性，研究人員獲得了一個花培倫西亞甜橙雙單倍體株。他們首先生成了來自雙單倍體基因組DNA的全基因組鳥槍法雙末端標記 (paired-endCtag)序列讀取。隨后生成了來自親本二倍體DNA的鳥槍測序讀值，并將序列定位到單倍體參考基因組中獲得了瓦倫西亞甜橙的完整基因組信息。

　　此外，研究人員還采用鳥槍法RNA測序對4種代表性組織進行了廣泛轉錄組測序捕獲了所有轉錄序列和RNA雙末端標簽(RNA-PET)鑒別了所有轉錄物的5′和3′末端。基于DNA和RNA測序數據，研究人員預測有29,445個蛋白質編碼基因，其中一半為雜合子狀態。測序另外兩個柑桔品種，并比較分析7個柑桔基因組，研究數據表明甜橙起源于柚(pummelo)與柑橘(mandarin)的回交雜種(backcross hybrid)。側重分析參與維生素C代謝的基因顯示編碼半乳糖醛酸酯信號通路限速酶的GalUR基因在柑橘類水果中顯著上調，這一基因家族的擴增有可能為此提供了基因組基礎。

　　新研究的基因組和轉錄組分析為我們提供了關于甜橙起源和維生素C代謝基因組基礎的新認識，并為柑橘育種和遺傳改良提供了豐富的遺傳信息資源。

　　作者簡介：

　　鄧秀新

　　男，漢族，1961年11月11日生，湖南宜章人，中國工程院院士、博士，中國共產黨黨員，中國民主同盟中央委 員，全國政協委員，我國著名果樹學家，華中農業大學校長，教授，博士生導師。

　　1982年畢業于湖南農業大學園藝系果樹學專業，后在華中農業大學攻讀果樹學碩士與博士學位，是新中國培養的第一位果樹學博士。1989年與 1993 年兩次赴美國佛羅里達大學柑橘研究及教育中心開展合作研究。1990年任華中農業大學副教授，1992年任教授，1993年被國務院學位委員會遴選為博士 生導師。1993年5月―1995年5月任華中農業大學園藝系主任，1995年5月―2002年3月任華中農業大學副校長，1993年至今擔任華中農業大 學作物遺傳改良國家重點實驗室副主任。現任國際柑橘學會執行主席，農業部種植業專家顧問組成員，教育部科技委員會委員，中國柑橘學會理事長、湖北省園藝學 會理事長、中國植物學會細胞專業委員會副主任，《園藝學報》、《武漢植物學研究》、《果樹科學》編委，《華中農業大學學報》主編，《Scientia Horticulturae》共同主編。曾任華中農業大學副校長，教育部 “長江學者獎勵計劃”特聘教授，第九屆、第十屆全國政協委員。

　　鄧秀新教授的研究領域主要是柑橘細胞工程技術與遺傳改良。他圍繞柑橘育種中存在的多胚性干擾、許多品種雌和/或雄性不育導致雜交困難以及生殖周期長等 問題，利用我國種質資源豐富的優勢，采用細胞工程技術結合分子標記，在育種技術、材料創新、資源評價及品種推廣應用等方面開展了20余年的工作。 主持承擔了“863”計劃、國家自然科學基金、農業部、國家攻關等多項重大研究項目，在學術刊物上發表論文近200篇。

　　阮一駿

　　男，華中農業大學“千人計劃”專家

　　1978年至1985年在華中農業大學微生物學專業學習并獲得學士和碩士學位

　　1994年獲得美國馬里蘭大學植物分子生物學專業博士學位

　　2002年以來任新加波基因組學研究院高級學科帶頭人、副院長

　　2011年受聘為華中農業大學“千人計劃”專家

　　主要研究成果

　　他長期從事基因組學研究，具有在國際企業從事生物技術研發和創建世界知名研究院的經歷, 見證、參與并推動了基因組學研究的發展歷程，是基因組學研究領域國際知名戰略科學家。他經常應邀在冷泉港(CSHL)、Keystone等國際知名學術大會上作特邀報告，在國際上率先發明了基因組學研究新策略，建立了當今世界最先進的基因組學研究方法體系----全基因組雙末端標記測序系統(Paired-End-Tag，簡稱PET)。8年來，申報人在新加坡國立基因組研究院每年固定研究經費超過1000萬美元，并先后獲得美國國家衛生研究院(NIH)、美國國防部(DOD)等研究項目經費逾600萬美元。

　　阮一駿教授是一位多產的科學家，他發表了40多篇高水平的學術論文，其中Nature(6篇)、Science(1篇)、Cell(2篇)、 Nature Genetics(2篇)、Nature Method(1篇)、PNAS(2篇)、PLoS Biology(1篇)、Genome Research (5篇)。