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科學家完成四種生物基因組測序

發布者:莊盟生物發布時間:2015-04-07瀏覽次數:2419次

高通量低成本測序技術令物種基因組測序研究一日千里,在最新公布的Nature雜志(11月29日)上,就接連公布了四種生物的基因組,它們分別是小麥和大麥,以及兩種小型藻類:Bigelowellia natans 和Guillardia theta。

根據來自世界糧農組織的信息,小麥與大麥在全球種植最多的谷物排名中分別占據第一和第五位,它們對于經濟與科研具有重要意義。科學家們只有在掌握了植物的遺傳密碼后,才能理解為其復雜性狀負責的分子機制。而了解遺傳密碼也是改善作物重要性能的基礎,比如耐旱與抵抗力。

去年德國萊布尼茨植物遺傳學與農作物研究所的Nils Stein博士帶領一個國際科研團體,確定了大麥全部基因三分之二的序列,研究成果公布在The Plant Cell雜志上。

如今這一研究組在此前的基礎上,發布了完整的高分辨率的大麥基因組圖譜,他們介紹了一個包含5.1 Gb,高分辨率基因物理圖譜(physical map),采用的方法主要是結合cDNA 和 RNA-seq數據,全基因組鳥槍法組合深度測序,首次完成了大麥全基因組深度解析。

除此之外,來自加州大學戴維斯分校等處的研究人員報道了小麥的全基因組,這一基因組非常龐大,也非常復雜,研究人員稱這可能是迄今為止測序了的最復雜的基因組。整個基因組為17Gb,屬于六倍體基因組。研究人員采用焦磷酸測序方法對其基因組進行了分析,并將其與二倍體祖先和先祖基因組進行了對比。他們發現多倍體化和馴化使基因家族成員有顯著損失,也發現了可能與作物生產力相關的基因類別的擴大。

這些研究成果非常重要,不僅有助于人們了解小麥基因組及其進化過程,更有望幫助人們應對日益凸顯的全球糧食危機。

另外來自美國能源部等在內的,來自全球27家研究機構,73位科學家組成的研究團隊也公布了兩種小型藻類:Bigelowellia natans 和Guillardia theta的基因組,并對此序列進行了解析。

研究人員將這些藻類基因組比作俄羅斯套娃,因為這些序列具有“復雜的亞細胞蛋白靶向機器”,而且這兩種基因組中大約有一半是其獨一無二的,也就是說沒有在其它物種中發現過。“這表明了這些物種的獨特性。”

分析這些古老的基因組,將有助于科學家們解析光合作用的進化機制,令我們了解到這個對地球影響深遠的生物作用機制是如何一步步形成,并發揮作用的。

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