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中科院上海生化所等《Genome Research》重要文章
【字体： 大 中 小 】 时间：2007年02月12日 来源：生物通
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来自日本农业生物科学研究所（National Institute of Agrobiological Sciences，NIAS），中科院上海生命科学研究院SIBS，台湾中央研究院，英国Wellcome Trust基因科学园（Wellcome Trust Genome Campus）EMBL，菲律宾国际水稻研究所（International Rice Research Institute，IRRI），加拿大麦基尔大学（McGill University），美国布克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，BNL），德国国立环境与健康研究中心 (GSF-National Research Center for Environment and Health）等多国组成的研究团队公布了水稻Oryza sativa L. ssp. japonica栽培变种日本晴（Nipponbare）的全基因组序列注解，并将这一研究成果公布在《Genome Research》杂志上。
生物通报道：来自日本农业生物科学研究所（National Institute of Agrobiological Sciences，NIAS），中科院上海生命科学研究院SIBS，台湾中央研究院，英国Wellcome Trust基因科学园（Wellcome Trust Genome Campus）EMBL，菲律宾国际水稻研究所（International Rice Research Institute，IRRI），加拿大麦基尔大学（McGill University），美国布克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，BNL），德国国立环境与健康研究中心 (GSF-National Research Center for Environment and Health）等多国组成的研究团队公布了水稻Oryza sativa L. ssp. japonica栽培变种日本晴（Nipponbare）的全基因组序列注解，并将这一研究成果公布在《Genome Research》杂志上。
参予这一研究的中方人员包括上海生化所赵强（
原文摘要：
Published online before print January 8, 2007, 10.1101/gr.5509507
Genome Research 17:175-183, 2007
Curated genome annotation of Oryza sativa ssp. japonica and comparative genome analysis with Arabidopsis thaliana [Abstract]
水稻(Oryza sativa L.)是最重要粮食作物之一，也是世界1/2以上人口的主食，与其相关的遗传学和分子生物学研究一直倍受研究者的重视。水稻基因组（430 Mb）是禾谷类作物中最小的，且易于遗传操作并与其他禾谷类作物存在共线性，目前已成为遗传学和基因组研究的模式植物。至2002年，籼、粳稻两个亚种全基因组工作框架图的测定和粳稻基因组全长序列的测定相继完成。这不仅有利于探明水稻基因功能，而且还有利于阐明更大和更复杂的禾谷类基因组研究，水稻基因组测序的研究成功更是有助于为全人类的食物安全提供保障。
中国在其中相关研究中表现出了极大的积极性，1998年至2001年，中国科学院基因组信息中心暨北京华大基因研究中心（简称基因信息中心）等12家单位，利用全基因组霰弹法(whole genome shotgun sequencing, WGS)，构建了籼稻93-11基因组工作框架图和低覆盖率的培矮64S草图，并最先向全世界公布了水稻93-11全基因组框架图。
在这篇文章中，研究人员对Nipponbare这种变种进行了全基因组注释，包括蛋白和非蛋白编码RNA（npRNA）候选的全功能注释。其中研究人员识别或推断了70%（19,969）蛋白的功能，并发现131个可能的npRNAs（包括58个反义转录本）。
研究人员在插入突变系中还发现了5000个注释蛋白编码基因，这有利于加速注释的未来实验验证。这些位点主要是通过水稻中cDNA序列以及其它典型谷类确定的，基于这些位点和一种外推法的保守性评估结果表明水稻基因数目是-32,000——比预期的小。研究人员也进行了水稻和拟南芥的比较分析，发现这两种基因组都包含了几个系特异性（lineage-specific）基因，这也许说明了这些物种之间的可观测性差异，但是这些物种也有相似的蛋白序列预知功能区域系。除此之外，研究人员也进行了蛋白编码基因进化过程检测。
这些研究结果说明自然选择也许在这两种物种的重复基因（duplicated genes）形成中扮演着重要作用，因此这种duplication是由一种有利于基因功能的模式进行抑制或激活调控的。
（生物通：张迪）
附：
中科院水稻（籼稻）基因组"工作框架图"新闻发布会
10月12日上午9点，中国科学院、国家计委、科技部联合召开了"中国科学院完成水稻（籼稻）基因组'工作框架图'"新闻发布会。中国科学院副院长陈宜瑜主持，宣布中国科学院基因组生物信息学中心暨北京华大基因研究中心，及其南方基地--杭州华大基因研究发展中心完成了具有国际领先水平的中国水稻（籼稻）基因组"工作框架图"和数据库，并将公布数据，供全球免费共享。这是我国科学家为人类做出的一项重大贡献，也是一项在生命科学领域中具有世界领先水平的值得中华民族骄傲的重大科技成果。
在会上，中国科学院院长路甬祥宣读了温家宝副总理代表国务院对我国科学家完成水稻（籼稻）基因?quot;工作框架图"的致贺信，国家计委副主任姜伟新、国家自然基金委副主任朱道本、北京市副市长刘志华、中国科学院副院长陈竺等出席了发布会。到会有关领导同志并就大家关心的问题回答了记者的提问。
担纲完成这一世界级课题的主要合作单位有中国科学院遗传研究所和国家杂交水稻研究中心，参与这一工作的单位还有中国科学院计算技术研究所、理论物理所、生物物理所、北京大学、浙江大学、神州数码等，这一工作还得到国内外同行和许多知名科学家和水稻育种学家的关心和支持。
中国水稻基因组"工作框架图"是以袁隆平院士培育的超级杂交水稻的典型的籼稻品种，父本"9311"，为材料进行研究的。
基因组是指构成生命遗传物质的全部DNA组分，"工作框架图"是指通过DNA测序和计算机排序的方式，获得的覆盖率超过全部DNA序列90%以上的基因组"草图"。
根据组装和数据分析结果，中国水稻基因组"工作框架图"和数据库，具有国际领先地位：
1．基因组测序覆盖率和基因覆盖率均在95%以上，覆盖了水稻基因组的全部12个染色体。90%的区域准确率达到99%。完全符合"工作框架图"的要求。/p>
2．成功建立了具有独特算法的"重复序列处理"数学模型，克服了用"霰弹法"全基因组测序进行组装的最大困难，为发挥大型计算机处理海量数据的优势，排除了理论计算障碍。新的技术体系与国外同类的工作相比，减少了近80%以上的数据计算量。
3．成功开发出具有独立知识产权的一系列生物信息分析处理软件，使"工作框架图"的组装和分析既能在高性能的SUN大型计算机上运行，也可以在国产的曙光3000计算机上顺利进行。
上述成果是由我国科学家独立完成的，其意义之重大非比寻常。
首先，它标志着我国已经成为继美国之后世界上第二个具有独立完成大规模的全基因组测序和组装分析能力的国家，尤其在水稻基因组的研究方面，已具有世界同类工作的领先水平。
其次，在农业生产上的意义完全可以与人类基因组计划在人类健康中的意义相媲美。水稻基因组是迄今为止进行的植物基因组测序中最大的，约为人基因组的七分之一（约为4.3亿对碱基）。通过对水稻全基因组序列分析，可以获得大量的水稻遗传信息和功能基因；全面了解其遗传机理。水稻已作为公认的"模式植物"，研究水稻的基因组，有助于了解小麦、玉米等其它禾本科农作物的基因组，从而带动整个粮食作物的基础与应用研究。这个"工作框架图"的绘制和公布，将为世界粮食作物的基础和应用性研究提供宝贵的数据化信息，促进我国生物技术的产权化、产业化进程，也必将会促进我国在此领域的快速发展和新的突破，对国民经济持续发展和国家粮食战略安全有重要的意义。
第三，独立承担并高质量完成一个重要大经济价值的高等植物的全基因组"工作框架图"，表明我国在基因组学和生物信息学领域不仅掌握了世界一流的技术，而且具备了组织和实施大规模科研项目的能力，已经处于世界强国地位。朱总理在2001年政府工作报告中提出，应用基础研究领域要在基因组学上有所突破。这一战略任务已经获得重大成果。
第四，生物信息的计算理论和软件开发将继续拓展，为与生物信息配套的高性能大型计算机设计和生产，海量数据处理系统的建立，奠定了重要的基础。
中科院基因组生物信息学中心及杭州华大基因研究发展中心取得的这一重大成果得到了中国科学院、国家计委、科技部、国家自然科学基金委、北京市、浙江省和杭州市等部委和地方政府的全力支持。 以中国杂交水稻父本"籼稻9311"为研究对象，获得的水稻基因组"工作框架图"和数据库，是2000年5月启动的中国杂交水稻基因组研究和开发计划的第一部分，其"精细图"将在明年完成。与此同时还将进行超级杂交水稻母本"培矮64s"的比较基因组研究。在此基础上，我国科学家将全面开展杂交稻杂种优势机理研究和基因预测分析；解析和发现与水稻育性、丰产、优质、抗病、耐逆、成熟期等有关的遗传信息和功能基因；促进水稻的品种改良，培育更好的新品种；开展中国优良水稻资源的单核苷酸多态性（SNP）和插入缺失多态性（InDel）的研究，发现控制优良性状（如稻米品质、香味、抗性）的分子标记。为我国的水稻应用研究和育种提供全面的生物信息服务。全部计划预计在2003年完成。
来源：北京华大基因研究中心
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