我国科学家绘制完成鲤鱼全基因组序列图谱

2011-5-07 00:30 来源: 中国科学院
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  鲤科鱼类是我国最重要的水产养殖种类,年产量占我国淡水养殖总产量的70%以上,其中鲤鱼不仅是我国也是世界性的重要养殖鱼类。5月6日,中国“鲤鱼基因组计划”学术报告会暨新闻发布会在京举行。由中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心、黑龙江水产研究所和中科院北京基因组研究所共同实施的“鲤鱼基因组计划”成功完成了鲤鱼全基因组测序,并绘制了鲤鱼基因组框架图谱、基因组物理图谱和高密度连锁图谱,为鲤鱼基因组辅助育种研究、优良品种快速培育提供了重要基础。

  鲤鱼基因组有100条染色体,是目前完成全基因组测序研究物种中染色体数目最多的动物。此次发布的鲤鱼基因组框架图,是以中国养殖最广的鲤鱼品种的雌核发育纯系单个个体为测序对象,测定了超过100倍覆盖率的高质量数据。中科院北京基因组研究所等经过全基因组鸟枪法数据拼接和组装等多种技术途径,已经完成鲤鱼全基因组序列图谱绘制工作。鲤鱼基因组大小约为1.7Gb,拼接组装所获得的Scaffold的N50长度为404 kb。此外,还产生了7万多条鲤鱼BAC克隆末端序列、166万条的表达序列标签和由8万多个BAC克隆组成的基因组物理图谱。框架图分别覆盖了96.5%的BAC文库末端序列、96.2%的表达序列标签和95%的物理图谱。

  鲤鱼在我国有几千年的养殖历史,经过长时间的自然分化、人工选育,形成了形态多样、体色丰富、有鳞无鳞、对特殊环境具有较强适应性的多个地方种群和品种,使我国成为世界上鲤鱼种质资源和基因组资源最丰富的国家。据世界粮农组织统计,鲤鱼养殖产业全球年产量超过300万吨。鲤鱼还是目前我国培育出品种最多的水产养殖种,在以利用基因组资源改良动植物经济性状为特征的现代农业育种技术发展过程中,鲤鱼是我国最有条件利用基因组资源进行品种改良的水产养殖物种。从物种进化角度看,鲤鱼是已开展全基因组研究物种中全基因组复制事件最多的物种,而全基因组复制作为生物基因组进化的重要历史事件在现实物种的基因组中都留下重要证据。因此,鲤鱼全基因组测序结果不仅对鲤鱼基因组辅助育种研究,快速培育抗病、抗逆、优质、高产的优良品种提供重要基础,而且对鲤科鱼类物种进化和种类分化的阐明也具有重要价值。

  鉴于鲤鱼基因组资源对鲤的育种研究和基础研究的重大意义,2009年底,中国水产科学研究院水产生物应用基因组研究中心、黑龙江水产研究所联合中国科学院北京基因组研究所启动了“鲤鱼基因组计划”,经过1年多的刻苦攻关,于今年4月底成功完成了包括基因组框架图、物理图谱和高密度连锁图谱在内的一系列成果。该成果的完成,将使鲤鱼全基因组序列的装配结果与物理图谱和高密度连锁图谱实现整合,初步形成鲤鱼基因组精细图谱,使经济性状的遗传图谱定位跨越到基因组图谱和功能基因的精确定位,标志着鲤鱼分子育种等相关研究正式进入基因组时代,将必然推动鲤鱼育种技术的全面进步。该成果还使人们有可能完整掌握经济性状形成的所有基因,如影响肉品质、影响肌间刺形成的基因,从而获得肉质好、肌间刺少的受欢迎的新品种。

  本研究结果将有助于推进在基因组水平开展鲤鱼经济性状遗传机制和功能基因的精细研究,推动基于基因组信息的水产育种技术的革命。

  “鲤鱼基因组计划”牵头人、中国水产科学研究院生物技术领域首席科学家孙效文研究员在发布会上做了主题汇报。科技部农村司综合计划处、农业部科教司政策体系处、中科院农业项目办公室相关领导,以及中山大学林浩然院士、美国奥本大学刘占江教授、中科院海洋研究所原所长相建海研究员、北京基因组所于军研究员、中国海洋大学包振民研究员、中国农业科学院作物科学研究所毛龙研究员、中国水产科学研究院黄海水产研究所陈松林研究员等专家及新闻媒体记者参加了报告会和新闻发布会。

“鲤鱼基因组计划”学术报告会暨新闻发布会

鲤鱼基因组高密度连锁图谱