中国莲基因组测序完成

有助提高育种效率以及挖掘莲的“秘密”

　　

继中国科学家成功完成水稻、玉米基因组测序工作后，近日，中国科学院武汉植物园研究人员与国外多家科研机构合作，顺利完成中国莲的基因组测序，构建了首张中国莲全基因组图谱，相关论文在线发表于《基因组生物学》杂志。
 
“该项目为将来的莲分子育种提供了坚实的基础，也标志着我国相关研究将对生物进化科学的发展作出前所未有的贡献。”武汉植物园研究员韩月澎对《中国科学报》记者说，“我们对莲的研究从未如此深入，具有如此丰富的信息。”
 
莲属包含中国莲和美洲莲两个种，前者广泛分布于我国、印度、日本等亚洲国家，后者主要分布于北美洲和加勒比海。我国是世界莲花起源和种植中心之一，早在7000多年前的河姆渡文化遗址中就发现莲的遗迹。目前，莲是我国重要的水生经济作物，栽培面积超过1000万亩。
 
2010年初，该团队成员明瑞与李绍华确定对莲花进行基因组测序。测序项目从2011年3月开始启动，主要的测序和后续拼接、分析工作到2012年上半年均已完成。与投资巨大、周期长的水稻、人类基因组项目相比，莲基因组项目耗时较短、花费最少。
 
“莲基因组的成功测序标志着水生植物、水生经济作物的研究进入基因组学时代。”武汉植物园助理研究员王鲁表示。
 
王鲁介绍说，该研究为功能基因组学、发掘新基因提供了序列和基因资源。此前由于没有基因组序列，也没有序列背景比较清楚的近缘物种，因而莲的新基因发掘进展异常缓慢。莲基因组草图从多个方面将大大促进新基因克隆。
 
其次，基因组测序便于遗传作图、促进莲分子育种。王鲁认为，莲基因组序列的公布将有助于科学家深入研究莲特异的生物学特征，包含荷叶表面结构、荷花的生热作用及种子千年不死的长寿秘密等。拥有了莲基因组序列，能大大加速新基因的挖掘。
 
在比较基因学和进化学方面，研究人员通过莲基因组中存在的各种生物进化的“蛛丝马迹”，结合其他物种的类似证据，整理出被子植物的进化脉络。同时，莲基因组测序项目结束了水生被子植物没有全基因组组装序列的历史，将促进水生经济作物育种进入新的发展时期。
 
韩月澎介绍说，为了面向生产，培育莲栽培品种，发展相关的种植技术，莲功能基因组学和分子育种学的研究将在武汉植物园深入进行下去。“和传统的常规育种相比，基于基因组序列的分子育种将在各方面产生推动作用。”
 
王鲁也认为，利用莲基因组项目提供的海量SNP信息，可进一步研发高密度SNP芯片，进而开发全基因组选择育种芯片，这将大大提高育种的选择效率。