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我国率先完成菊花基因组测序

来源:科技日报 作者:杨捷 胡利娟 2017年12月07日
[导读]  12月7日,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心对外发布称,由他们共同发起的科研团队,历经艰辛,在菊花全基因组计划获重大进展的同时,还完成了重要的药用菊花品种——杭白菊的全长转录组遗传信息发掘。此举让我国成为世界上首次完成菊属植物菊花全基因组测序的国家。

  中国科技财富网讯(通讯员杨捷 记者胡利娟)12月7日,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心对外发布称,由他们共同发起的科研团队,历经艰辛,在菊花全基因组计划获重大进展的同时,还完成了重要的药用菊花品种——杭白菊的全长转录组遗传信息发掘。此举让我国成为世界上首次完成菊属植物菊花全基因组测序的国家。

  据了解,菊属植物染色体结构复杂,包含从2n=18到8n=72之间的各种染色体组结构。生产上作为菊花茶使用的菊花(以著名的杭白菊为例)是一个复杂的多倍体物种,有多套二倍体亚基组成。菊属是一个非常大的植物分类单位,包括菊组和苞叶组两大分支。而被广泛熟知的野菊花、甘菊、菊花、异色菊等,都属于菊组,该分支植物主要特点为全部总苞片草质,边缘白色、褐色、棕褐色或黑褐色膜质,在每一个物种之下又有数量不等的栽培种,例如菊花展上的数以千计的观赏菊花和著名的五大药用菊花都同属于一个品种--菊花。

  面对菊花的复杂染色体遗传结构以及丰富的种质资源多样性,进行菊花基因组测序对于揭示菊属物种的起源进化及物种多样性具有重要意义。对此,2016年,中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心共同开启科研攻关,最终利用纳米孔测序技术突破复杂基因组测序,在菊属植物研究中迈出了人类认知的重要一步。

  该科研团队相关负责人介绍说,利用纳米孔测序结合二代高通量测序技术对分布于江苏南京的野菊花品种进行的全基因测序、组装、注释及相关分析,共组装出了约3Gb基因组总长,鉴定出了101745个编码蛋白基因,通过比较研究发现,整个基因组中存在大量的重复序列,这可能是整个菊属植物基因组较为复杂的原因,同时对多倍体菊花品种杭白菊进行起了全长转录组比较分析,阐明野菊花和杭白菊直接存在极大的遗传上的亲缘关系。

  “菊花基因组测序的完成,不仅对菊属的物种多样性研究、菊花的遗传进化机制研究和分子遗传育种等研究工作具有重要的意义,而且对研究具有重要药用价值的多倍体药用菊花——杭白菊具有重大的参考价值。”该负责人表示,他们在全球率先使用纳米孔测序这一最新的测序技术,完成了高等植物中全基因组测序,并克服了之前在二代测序技术时代解决不了的高杂合、高重复基因组组装的难题,此举必将极大推动植物基因组、尤其是药用植物基因组研究的发展,是本草基因组学研究的一项重要突破。

  众所周知,此前,中国中医科学院研究团队已完成灵芝、人参、紫芝、丹参、茯苓等基因组研究工作,这次又在国际上率先使用纳米孔测序技术,完成复杂高等植物——药用菊花全基因组测序和组装。

  该科研团队透露,相关研究成果和基因组数据自即日起,在中国中医科学院中药研究所官网及安利植物研发中心学术研究网站公布,免费向全世界研究菊花的学术团队和非盈利组织开放。

  作为发起团队之一的安利植物研发中心,是安利全球唯一一个专门从事植物研究的研发中心,自2015年落成后,就围绕中草药植物有机种植生产过程中的土壤、种苗、有效成分等进行全方位研究。并与中国科学院南京土壤研究所朱兆良院士合作建立企业院士工作站。

  安利大中华研究开发、技术法规及质量管理副总裁陈佳表示,本次药用菊花基因组测序的科研突破,是中心和著名研究机构通力合作的又一重大成果。未来将继续秉承开放与共享的合作理念,与全球各大研究机构协力合作,推动科技发展并造福人类。

  

  

  

  

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