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福建农林大学破译甘蔗基因组密码

2018-10-10 10:01:05  来源:光明日报
原标题:福建农林大学破译甘蔗基因组密码

从福建农林大学获悉,国际顶级学术期刊英国《自然·遗传学》于8日在线发表福建农林大学明瑞光教授团队的研究论文《甘蔗“割手密”种同源多倍体基因组》。该论文在全球首次公布甘蔗基因组,这是继水稻基因组之后,第二个以中国人为主破译的大宗农作物基因组;也是全球第一个组装到染色体水平的同源多倍体基因组。此举标志着全球农作物基础生物学研究取得重大突破,奠定了我国在甘蔗研究领域的国际领先地位。

该研究由福建农林大学联合法国、巴西、泰国等国家的研究机构共同完成。研究团队攻克同源多倍体基因组拼接组装的世界级技术难题,率先破译甘蔗“割手密”种基因组,还解析了甘蔗“割手密”种的系列生物学问题,特别是揭示了“割手密”种的基因组演化、抗逆性、高糖以及自然群体演化的遗传学基础。

明瑞光教授介绍说,研究团队应用目前最先进的第三代测序技术加上物理图谱,将甘蔗野生种“割手密”四倍体基因组组装到了32条染色体上。通过基因组内部比较分析,证实了野生种“割手密”是同源多倍体,并且发生了两次间隔较短的全基因组复制事件。“同源多倍体基因组拼接组装是世界性难题,项目组发明的新算法填补了这项空白。”明瑞光教授说,该研究将促进甘蔗分子生物学的快速进展,对人类深化同源多倍体植物研究具有十分重要的科学意义。

据了解,甘蔗是全球第五大宗农作物,目前有90多个国家生产,种植面积2600万公顷。我国是全球第三大甘蔗生产国,种植面积达128万公顷,直接年产值约358亿元。为了加快甘蔗产业发展,近十年来,许多国家都在积极开展甘蔗基因组研究,但由于甘蔗是基因组最为复杂的作物之一,又受到高多倍体和同源异源杂交品种等因素限制,均未获得突破性进展。据明瑞光教授介绍,本研究成果的推广应用,将使甘蔗实施分子育种策略成为可能,对全球甘蔗的遗传改良具有里程碑贡献,将极大促进甘蔗产业发展,产生显著的经济效益和社会效益。

福建农林大学是全国最早拥有甘蔗方向博硕士学位授予权和博士后科研流动站的单位,主持获得了全国糖料界迄今为止唯一的国家科技进步奖一等奖,主持承担了“九五”以来有关甘蔗的所有基础性、公共性、战略性的重大科研项目,目前是国家甘蔗工程技术研究中心的依托单位。(高建进)

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