中国在大豆基因组研究方面取得重大突破

研究成果在《自然-遗传学》发表

2010年11月17日06:20  来源:人民网-科技频道

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  人民网深圳11月16日电  (记者 吴迎春)香港中文大学、华大基因研究院、农业部、中国科学院等单位合作的“大豆回家”项目,在大豆基因组研究取得重大突破,第一次为大豆基因组学研究提供了全面的重测序数据,对未来的大豆群体遗传学研究,分子标记育种,新基因的发现奠定了坚实的基础。

  据悉,这是首次全由中国科学家在大豆的故乡——中国完成的一项大型大豆基因组课题,突破了先进国家在大豆高端研究的垄断,亦是大陆和香港之间的紧密合作获得显著科研突破的典范。

  该研究成果“31个大豆基因组重测序揭示遗传多样性和进化选择模式”14日在国际著名杂志《自然-遗传学》上在线发表。该研究首次对野生大豆和栽培大豆全基因组进行了大规模遗传多态性分析,为全球大豆的遗传学研究提供了非常有价值的资源,为大豆种质资源保护和分子育种带来新的科学启示。

  研究人员运用新一代测序技术对17株野生大豆和14株栽培大豆进行了全基因组重测序,利用SOAP软件v2.18比对到大豆的参考基因组上,总共发现了630多万个单核苷酸多态性位点(SNPs),建立了高密度的分子标记图谱。同时通过SOAPdenovo软件分别对野生大豆和栽培大豆进行组装,从而鉴定出了18万多个两种大豆中获得和缺失变异(PAVs),得到了在栽培大豆中获得以及丢失的基因。

  研究人员发现了大豆基因组不同于其它作物植物的两个显著特点:存在较高程度的基因连锁不平衡和较高比例的单核苷酸非同义替换/同义替换比例,这提示在大豆育种方面,分子标记育种比基因图位克隆可能会拥有更多的优势。这些发现为大豆的遗传学研究以及分子育种提供了重要的多态性标记,同时也补充了大豆的基因集,为大豆基因组的进一步研究提供了大量的宝贵数据。

  研究人员还发现,与栽培大豆相比,野生大豆有着更高水平的遗传多样性,这表明人类的选择对栽培大豆的遗传多样性产生了很大的影响,导致了狭窄的生物多样性,对可持续种植带来负面影响。而对野生大豆的分析表明,随着野生大豆生存环境的减少,野生大豆的有效群体大小在减少,这表明了野生种质资源保存的重要性和紧迫性。

  此外,研究人员还分析了大豆基因组中基因连锁不平衡位点及分布,鉴定了20多万个标签SNPs,这些工作将有利于数量性状位点分析及相关研究。

  大豆是中国和亚洲地区的重要传统作物,蕴含丰富营养价值,是提供食粮和饲料的重要经济作物,大豆亦是一种对环境十分友善的作物,每年以每公顷一百公斤的效率把大气中的氮气转化到土壤之中,令植物可以吸收,适合应用在轮作、连作和套作等可持续发展农业模式中。虽然大豆起源于中国,但国内的大豆生产只及需求的三分之一,令中国成为全球最大的大豆进口国,每年耗资数十亿美元购买大豆,进口总额为全球大豆总出口量的一半。由于中国及世界的优质农耕地面积及淡水资源不断萎缩,令大豆等作物的产量难以满足全球人口上升而日益增加的需求,有效利用边缘土地作种植用途成为优先课题。

(责编:杨铁虎)
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