毛竹基因組序列測序工作全面完成

    中國木材網(wǎng)訊 毛竹基因組序列測序工作全面完成，填補了世界竹類植物基因組學(xué)研究空白，開創(chuàng)了我國林木基因組學(xué)研究先河。2月25日，在北京舉行的“毛竹基因組測序研究”項目成果新聞發(fā)布會發(fā)布了這一消息。

圖：毛竹

    “毛竹基因組測序研究”項目由國際竹藤中心、中國林科院林業(yè)研究所和中國科學(xué)院國家基因研究中心等科研單位的科學(xué)家共同組織開展，江澤慧教授主持。項目組從2008年開始相關(guān)研究工作，采用第二代高通量測序技術(shù)，對毛竹進行全基因組隨機測序，獲得了相當于毛竹基因組150倍覆蓋率的原始序列，組裝出高質(zhì)量的序列草圖。2月24日，“毛竹基因組序列草圖”在世界權(quán)威生物學(xué)雜志——《自然·遺傳學(xué)》上在線發(fā)表，這標志“毛竹基因組測序研究”項目圓滿完成。

    毛竹基因組包含超過20億個堿基對，是水稻的4.5倍，是高粱的3倍，與玉米相當。鑒于毛竹基因組內(nèi)含有高比例和大片段的重復(fù)序列，項目組科學(xué)家們對序列的組裝方法進行了大膽改進，經(jīng)過幾十次嘗試，終于組裝出覆蓋基因組95%以上區(qū)域的高質(zhì)量序列草圖，揭示了60%的毛竹基因組為重復(fù)序列所覆蓋。這是目前世界上完全使用第二代測序方法測定的、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的高等植物基因組之一，序列組裝的難度甚至超過了用同樣方法測定的高等動物基因組。與此同時，科學(xué)家們還對毛竹主要組織進行了深度的轉(zhuǎn)錄組測序，獲得了大量基因表達信息，結(jié)合先期已經(jīng)發(fā)表的一萬多條全長cDNA序列，注釋出近3.2萬個高度可靠的毛竹基因，約占毛竹基因總數(shù)的90%。由此建立的基因表達譜，覆蓋了毛竹大部分的自然生長階段，其中包括了非常少見的毛竹開花時期的基因表達數(shù)據(jù)，成為今后基因功能研究的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

    國際竹藤中心主任江澤慧，國家林業(yè)局副局長孫扎根，科技部副部長王偉中，農(nóng)業(yè)部副部長、中國農(nóng)科院院長李家洋出席發(fā)布會并講話。中國林科院、國際竹藤中心首席科學(xué)家彭鎮(zhèn)華介紹了“毛竹基因組測序研究”項目科研成果。

    孫扎根說，我國是竹類植物資源大國，栽培和利用歷史悠久。現(xiàn)有竹子種類、竹林面積、竹產(chǎn)品產(chǎn)量均位居世界首位。近年來，經(jīng)過不懈努力，竹產(chǎn)業(yè)已成為許多地方壯大區(qū)域經(jīng)濟和促進農(nóng)民就業(yè)增收的重要途徑，竹子已成為增加森林總量和促進經(jīng)濟社會發(fā)展的重要資源，竹文化已成為陶冶人們情操和傳承中華文明的重要載體。毛竹基因組測序研究取得的成果，為竹資源定向培育和高效利用提供了強有力的基礎(chǔ)理論依據(jù)和科技支撐，為我國林業(yè)開展重要物種的基因功能、分子育種及其他相關(guān)領(lǐng)域的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)，為世界竹類及相近門類植物研究、拓展應(yīng)用方式積累了經(jīng)驗，對推動我國乃至世界林業(yè)發(fā)展具有重大意義和深遠影響。

    毛竹屬于禾本科竹亞科植物，是具有最高生態(tài)和經(jīng)濟價值的竹類植物，在禾本科植物中占有特殊的地位。我國有毛竹林面積386萬公頃，占全國森林面積的2%和所有竹類植物面積的72%。毛竹基因組序列測序工作全面完成，第一次闡明了毛竹于5000萬年前從禾本科植物中分化出來，繼而于1000萬年前形成了四倍體，最后演變成現(xiàn)代二倍體毛竹的進化歷史；第一次從基因組的層面，對包括快速生長和開花調(diào)控在內(nèi)的毛竹特殊生理過程的形成和機理進行了描述與解釋。這些經(jīng)過分析和提煉產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與基因組序列一起，為毛竹及其他竹類作物的生物學(xué)研究奠定了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，將徹底改變以往竹類植物分子生物學(xué)研究中，由于缺少參考序列而產(chǎn)生的研究效率低下和分析誤差較高的局面，具有巨大的科學(xué)價值和現(xiàn)實意義。

(責(zé)任編輯：蘇木)