国际花生基因组计划首次完成

2014-4-03 10:18 来源: 华大基因
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  2014年4月2日,由多国农作物遗传学家参与的国际花生基因组计划(International Peanut Genome Initiative,IPGI)终获喜报。他们在历经数年研究后,成功完成世界上首个花生全基因组图谱的绘制工作。花生基因组测序的完成和序列的公布将为全球研究人员和植物育种专家培育出更高产、适应性更广的花生新品种提供了重要的支撑及宝贵的遗传资源。

  花生(Arachis hypogaea),也称作长生果,在经济价值和营养价值上,都被认为是一种重要的农作物。在全球,花生的种植面积达到2400万公顷/每年,年产值高达 4000万公吨。由于花生中富含丰富的油和蛋白质,在发达国家被看作重要的经济作物,也是发展中国家重要的粮食作物。

  尽管花生普遍栽培种植,但是由于其基因组的复杂性,科研人员对花生的遗传信息知之甚少,严重阻碍了基因技术在花生育种改良上的应用。目前,在田间栽培的花生是两个祖先野生种Arachis duranensis和Arachis ipaensis自然杂交的后代。由于这两个祖先是不同的物种,所以现在栽培的花生(Arachis hypogaea L.)是四倍体作物(AABB),也就是说栽培品种携带了两个祖先种各自独立的基因组,即花生属A基因组和B基因组。

  由于栽培种花生基因组庞大(2.8GB)而复杂,基因组测序和分析非常困难,国际花生基因组计划首先完成了两个二倍体野生种的全基因组测序工作(即花生属A基因组和B基因组),获得的两个二倍体野生种的序列覆盖了花生基因组96%的基因,这一进展对于花生的基础和应用研究具有里程碑意义,对下一步四倍体栽培种的测序、分析、拼接具有重要参考价值。同时野生种具有丰富的抗病、抗逆等栽培种中所缺乏的优异基因资源,其测序的完成也有助于深刻阐明花生的起源与进化、系统解析重要性状形成的分子基础、高效发掘控制重要农艺性状的功能基因,从而必将极大地推动花生分子设计与聚合育种的开展,对于增加花生产量、提高生产效益、保障食品安全、促进产业可持续发展等方面具有重要的理论价值和应用前景。

  中国是国际花生基因组测序计划的重要参与方。此次参与基因组测序的中方合作单位包括华大基因,河南省农业科学院经济作物研究所、中国农业科学院油料作物研究所和山东省农业科学院生物技术研究中心。华大基因参与了全基因组测序、拼接、组装和信息分析工作。玛氏(MARS Inc.)集团公司、美国花生基金会(The Peanut Foundation)及中方合作单位等提供了资金支持。

  华大基因研究院副院长徐讯表示:“花生是我国重要的经济农作物,花生基因组的成功破译,对于作物育种专家改良花生作物育种,培育出低投入高产出、抗干旱、抗病虫灾害的优良物种具有重要意义。此外,我们还与很多像比尔及梅琳达·盖茨基金会这样的机构保持着紧密的合作,希望能加速科研成果在农业领域的应用转化,提高农民家庭尤其是贫困地区农民家庭的收入,让他们可以自给自足,提高收入,改善生活条件。”

  华大基因一直致力于农作物基因组研究和改良育种工作,以应对日益紧张的全球粮食危机,改善和提高贫困地区人民的生活状况。除花生基因组外,华大基因与全球合作方还成功破译了众多其他重要的经济农作物,如水稻、谷子、大豆、高粱、玉米、木豆、小麦、棉花、芝麻等,为育种专家培育优良品种,改良农作物性状,提高农作物产量等提供了重要的遗传资源。