马铃薯基因组研究喜获重大成果 作为Nature封面文章发表

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作者:生物谷 来源:生物谷 2011-7-18 15:50:20
2011年7月15日,由中国农业科学院主办的"马铃薯基因研究成果发布和座谈会"在京成功举办。马铃薯全基因组序列图和生物学分析研究成果于昨日在国际权威学术期刊《自然》上以封面文章正式发表,该研究成果对这一重要块茎作物的遗传改良及育种具有巨大的科学价值。在项目执行过程中,由中国农业科学院蔬菜花卉研究所、深圳华大基因研究院组成的中方团队实现了从参与到主导的跨越,奠定了我国在马铃薯基因组研究领域的国际领先地位。

中国科技部国际合作司副司长陈霖豪、中国财政部教科文司副司长宋秋玲、中国农业部科教司副司长石燕泉、中国农业科学院国际合作局副局长贡锡锋、自然基金委国际合作局副局长常青、宁夏自治区副主席、中国作物学会马铃薯专业委员会主任委员屈冬玉、中国农科院科技局局长王小虎、处长陆建中、深圳华大基因研究院副院长李松岗、中国农业科学院蔬菜花卉研究所所长杜永臣等专家领导以及来自新华社、中央电视台、人民日报等媒体参加了此次发布会及座谈会。

下午3点,发布会在中国农业科学院副院长唐华俊的主持下正式开始。宁夏自治区副主席屈冬玉主要介绍了马铃薯项目组织的背景,并表示此次马铃薯基因组研究的重大成果对我国马铃薯产业具有重大的意义。据悉,"马铃薯基因组测序国际协作组"是由来自14个国家29个单位的97名研究人员组成的,该协作组经过6年艰苦的努力、克服诸多困难,终于取得了突破性的成果。由中国农业科学院蔬菜花卉研究所、深圳华大基因研究院等组成的中国马铃薯基因组项目团队在此项成果中发挥了重要作用。

2008年底,协作组遇到了二倍体马铃薯基因组高度杂合、物理图谱质量不高、测序成本高等难以克服的困难,项目举步维艰,协作组濒临解散。在这种情况下,中方团队另辟蹊径,提出了一套新的策略:以单倍体马铃薯为材料来降低基因组分析的复杂度,并采用快捷的全基因组鸟枪法策略和低成本的新一代的DNA测序技术。该策略大大加快了整个项目的进程,中方团队于2009年完成了单倍体马铃薯基因组的测序、拼接和注释工作。在这种形势下,国际协作组放弃了原有二倍体基因组测序的技术路线,把绝大部分资源聚集在中方主导的单倍体基因组测序项目上,并于2009年9月23日宣布完成了马铃薯全基因组序列图,在该序列图的基础上,协作组又花了近两年时间对马铃薯基因组进行了细致的生物学分析。

国际单倍体马铃薯基因组计划的首席科学家、中国农业科学院黄三文研究员在发布会上对马铃薯的研究成果做了详细阐述,他指出,马铃薯基因组共包含约39,000个基因,在进化过程中经历了两次全基因组复制。马铃薯是通过薯块繁殖的,属于营养繁殖作物,具有严重的自交衰退现象,对基因组的分析初步揭示了马铃薯自交衰退的基因组学基础。通过比较基因组分析,发现了薯块生长发育和病虫害抗性的重要基因。此外,马铃薯基因组也为进一步了解双子叶植物的进化路径提供了分子生物学新知识。在马铃薯基因组研究工作中,华大基因凭借其国际一流的测序平台和丰富的生物信息学分析经验,在该项目中发挥了重要作用,为阐明马铃薯遗传机制和培养高品质的马铃薯品种提供了坚实的基础。

马铃薯被称为是一种"十全十美"的健康食品,温家宝总理还曾说过"小土豆,大产业,能致富,靠科技"。马铃薯世界上第三大粮食作物,对于粮食安全的作用日益突显。我国是世界最大的马铃薯生产国,目前面积已经接近9000万亩,总产量约900亿公斤。然而我国马铃薯单产水平刚到每亩1000公斤,只有先进国家如荷兰的1/3。马铃薯产业发展的瓶颈是缺乏适合于我国气候条件和栽培方式的优良品种,对于原产南美的马铃薯这一外来作物遗传资源的研究和利用也特显不足。通过全基因组设计育种,马铃薯育种家将加速新品种的培育。在全基因组设计育种上,我国和荷兰、美国等发达国家处于同一起跑线上。目前马铃薯全基因组遗传变异图谱的构建和分子设计育种体系的开发是关键,亟需得到各方面的支持,同时要加强与常规育种的结合,从而加速培育具有我国自主知识产权的优良品种,造福广大人民。

座谈会上,各位专家领导纷纷表示了国际合作的重要性,并指出还需尽快开展马铃薯基因组的后续研究工作,并加快研究成果在育种方面的运用及推广,从而实现科技成果的转化,为马铃薯的遗传改良及育种作出重大贡献。马铃薯全基因组序列精细图的完成是我国农业领域取得的重大新成果,具有重要的标志性意义。该研究项目得到了科技部国际合作司和基础司、财政部科教文卫司、农业部科教司和国际合作司、国家自然科学基金委等部委的大力支持,此次取得的重大成果充分体现了各部委联合攻关的优势,也再一次证明了社会主义制度集中力量办大事的优势。


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