当前位置:首页 > 科技/电子
 

破译复杂基因组 解码裸燕麦“中国芯”


时间:2022-07-19  来源:  作者:  点击次数:


!--新增众测推广文案-->  受访者供图

裸燕麦(莜麦)

■本报记者 李晨

作为一种分布于五大洲42个国家和地区的世界性栽培作物,燕麦分为皮燕麦和裸燕麦两种。其中,裸燕麦独立起源于我国并广泛种植,被国人亲切地称为“莜麦”。

7月18日,《自然—遗传学》在线发表了六倍体裸燕麦高质量基因组图谱,打开了裸燕麦基因组大门。

“这项研究全部由中国人自己完成。深入研究中国特有的燕麦种质资源,就是希望牢牢将种质资源握在我们自己手里,让燕麦品种装上更多‘中国芯’。”国家燕麦荞麦产业技术体系首席科学家、领衔该项研究的吉林省白城市农业科学院研究员任长忠说。

论文审稿人认为,“该基因组是迄今为止测序的所有物种中最复杂的基因组之一”,“代表了植物基因组学特别是谷物基因组学的重大进展”。

与全世界同行赛跑

燕麦富含蛋白质、不饱和脂肪酸以及可溶性膳食纤维,能同时满足人们对膳食营养和保健两方面的要求。

皮燕麦籽粒是带稃型,稃革与种子紧密地连在一起,成熟后也很难脱离;而裸燕麦籽粒为裸粒型,稃革特别软,成熟后与种子自然分离。相比于皮燕麦,裸燕麦加工工艺更加简单,具有更高的蛋白和粗脂肪含量,且氨基酸组成更加平衡,极具研究价值。

目前,世界各国的栽培种以皮燕麦为主。而我国主要种植裸燕麦,主产区集中在内蒙古、河北、山西、青海、甘肃、吉林、陕西、宁夏和新疆等地,云、贵、川、藏也有小面积种植。其中内蒙古种植面积最大,达400多万亩。近年来,中国燕麦产业正以年产值20%以上的增速快速发展。

“燕麦籽粒的皮裸性状是重要的驯化性状之一。”论文第一作者、四川农业大学教授彭远英告诉《中国科学报》, 作为六倍体作物,燕麦在生物量、活力和对环境变化的适应性方面均具有显著优势,在应对粮食安全挑战中可以发挥独特作用。

论文通讯作者任长忠认为:“中国作为裸燕麦的起源和种植中心,具有独特的种质芯片竞争优势。源于中国的裸燕麦基因组测序工作应该由中国人率先完成,这对提升国内燕麦产业竞争力、保障粮食安全等都具有重要意义。”

但燕麦是六倍体作物,具有基因组大、重复序列含量高等特点,导致其基因组测序组装成为世界难题。

“10年前,国外同行就开始做皮燕麦的基因组测序研究,但由于难度较大,迟迟没有结果。后来,来自英国、德国、美国、澳大利亚、瑞典、加拿大等国家的国外研究燕麦的同行联合起来,与已经破译大麦、小麦基因组图谱的科学家一起攻克燕麦基因组难题。”彭远英说。

在我国,任长忠领衔的团队长期从事燕麦研究,积累了丰富的经验。尤其是近20年来,彭远英团队等一直专注研究燕麦属物种的起源与进化,为进行六倍体燕麦的基因组测序奠定了良好基础。

2018年,在国家燕麦荞麦产业技术体系和国家自然科学基金等项目的支持下,四川农业大学—吉林省白城市农业科学院燕麦联合研究团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所、四川大学、西昌学院、中国农业科学院和武汉希望组生物科技有限公司等合作,正式启动裸燕麦基因组测序工作。

这支完全由中国科学家组成的燕麦研究团队,面对的竞争对手是由其他国家的燕麦研究者组成的联合团队。“这给我们的相关工作增加了紧迫感。”彭远英说。

破译复杂基因组

现有的栽培燕麦已经在漫长的进化过程中自然杂交和加倍,从二倍体形成四倍体,最终多倍化为含有A、C、D 3个基因组的六倍体。裸燕麦基因组由约110亿个碱基对组成,分布在细胞核3个亚基因组的21对染色体中。其基

本文来自华纳娱乐 转载请注明

上一篇 下一篇


  • 用户名:
  • 密码:
  • 验证码:
  • 匿名发表