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  • 【中国科学报】甜橙基因解码的“中国速度”

    来源:www.cecemca.com 发布时间:2020-01-31

    随着生物技术的快速发展,绘制世界上最完整的甜橙基因组图谱需要多长时间?

    国际柑橘基因组合作项目启动八年后,由中国工程院院士邓秀新和国家“千人计划”学者阮怡君领导的华中农业大学柑橘研究团队宣布在不到两年内完成。

    2012年11月26日,《自然遗传学》杂志在线发布华中农业大学甜橙基因组图谱的研究结果。该地图于2012年3月21日完成。这是中国第一个独立完成的水果作物基因组序列图。

    "这就像打开橙色生命活动的“黑匣子”,破译橙色的基因密码。"11月26日,邓秀新在接受记者采访时说,破译甜橙基因组对于发掘甜橙资源和品种改良具有重要意义。数据显示,世界柑橘产量在所有果树中排名第一。其中,甜橙是最大的柑橘种类,约占全球柑橘产量的60%。橙汁是世界三大饮料之一,也是人类所需维生素C的重要来源。它被认为是一种“甜”的水果。

    中国是柑橘的重要产地。自2008年以来,中国已经超过巴西成为世界上最大的柑橘生产国。2011年,中国柑橘产量超过2600万吨。然而,柑橘高产的背后,暴露出品种成熟度结构不合理的问题。

    在邓秀新看来,中国柑橘成熟期相对集中。他举例说,温州蜜柑和葡萄柚主要集中在10月到11月,脐橙和柑主要集中在哪里?Uacute11月、12月和1月,“夏季成熟品种少,比例低”。

    事实上,加快柑橘品种改良有更深层次的原因。据邓秀新称,尽管中国是最大的柑橘生产国,但目前种植的80多个柑橘品种中有40%来自国外,一半的柑橘产量也是由外国品种生产的。

    2011年,国际知名基因组科学家阮怡君以国家“千人计划”学者身份加入华中农业大学。会见邓秀新后,两人一拍即合,决定在当年1月启动华中农业大学甜橙基因组计划。

    勇敢追赶“国际军团”华中农业大学甜橙基因组计划启动前几天,国际甜橙基因组计划的科学家于2011年1月18日发布了克莱曼婷和甜橙的基因组草案。

    "那时,我们实际上是在开一个新炉子来赶上前面的大型“国际军团”阮怡君说。

    在邓秀新看来,克莱曼婷柑橘主要种植在地中海地区,其产量占世界柑橘产量的不到10%。“他们所做的并不是我们国家最需要的。我们必须做自己的研究。”

    由于华中农业大学柑橘团队的长期科研积累,他们在2010年通过花粉诱导培养获得了甜橙双单倍体纯系材料。这是基因组测序的理想材料,为后续测序工作奠定了基础。

    在阮怡君的帮助下,华中农业大学组织了园艺、基因组学和生物信息学的科研人员一起解决关键问题。被任命主持这个项目的徐强只有30岁,刚刚从美国留学回来。

    当我第一次见到“80后”医生徐强医生时,阮怡君简直不敢相信:“这个年轻人还好吗?胡子不是全部长出来的。”

    然而,正是这个没有胡子的年轻医生,用他的勇气和努力一点一点地改变了阮怡君对他的看法。即使阮怡君躺在病床上,徐强过去带来的都是问候。

    最终,华中农业大学甜橙基因组研究小组通过剪接和组装获得了近90%的基因组序列覆盖率和约3万个注释基因。通过结合遗传标记和染色体原位杂交分析,甜橙基因组序列被进一步整合到已知的9条染色体中,从而完成了甜橙基因组的几乎完全解码和基因定位。

    甜橙的“生活体验”不再纠结。

    为什么人们不用火就能吃柚子和橘子,而

    据此,研究者提出了甜橙起源的新理论,即甜橙来自作为母本的柚与橙杂交形成的杂种,以及柚与橙的后代。通过对甜橙基因组测序,研究人员帮助甜橙找到了它的“亲缘关系”

    不仅如此,研究人员还通过基因表达和基因组比较分析,发现了一个可以在甜橙果实中大量合成维生素C的关键基因。

    "这个基因家族的扩增和进化可能与甜橙果实中维生素C的大量合成有关。"徐强说。

    http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2012/11/266409.shtm? id=266409

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