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中国科研团队率先完成菊花基因组测序

2017-12-08 18:14:16 中国质量新闻网

  12月7日,据中国中医科学院中药研究所和安利植物研发中心消息,由该联合团队发起的菊花全基因组计划取得重大进展,利用纳米孔测序技术突破复杂基因组测序,该团队在世界首次完成了菊属植物菊花的全基因组测序,并完成了重要的药用菊花品种——杭白菊的全长转录组遗传信息发掘。相关研究成果和基因组数据已于12月7日在中国中医科学院中药研究所官网(http://www.icmm.ac.cn/)及安利植物研发中心学术研究网站(http://www.amwayabrc.com )公布,并向全世界研究菊花的学术团队和非盈利组织免费开放。

  菊属植物染色体结构复杂,包含从2n=18到8n=72之间的各种染色体组结构。生产上作为菊花茶使用的菊花(以著名的杭白菊为例)是一个复杂的多倍体物种,有多套二倍体亚基组成。菊属是一个非常大的植物分类单位,包括菊组和苞叶组两大分支。被广泛熟知的野菊花、甘菊、菊花、异色菊等都属于菊组,该分支植物主要特点为全部总苞片草质,边缘白色、褐色、棕褐色或黑褐色膜质,而在每一个物种之下又有数量不等的栽培种,例如菊花展上的数以千计的观赏菊花和著名的五大药用菊花都同属于一个品种--菊花。面对菊花的复杂染色体遗传结构以及丰富的种质资源多样性,进行菊花基因组测序对于揭示菊属物种的起源进化及物种多样性具有重要意义。2016年,中国中医科学院中药研究所与安利植物研发中心为此联合发起了菊花基因组研究攻关,经过艰苦努力,终于在菊属植物研究中迈出了人类认知的重要一步。

  项目团队利用纳米孔测序结合二代高通量测序技术对分布于江苏南京的野菊花品种进行的全基因测序、组装、注释及相关分析,共组装出了约3Gb基因组总长,鉴定出了101745个编码蛋白基因,通过比较研究发现,整个基因组中存在大量的重复序列,这可能是整个菊属植物基因组较为复杂的原因,同时对多倍体菊花品种杭白菊进行起了全长转录组比较分析,阐明野菊花和杭白菊直接存在极大的遗传上的亲缘关系。目前研究团队还在对相关研究结果开展进一步的深入研究分析。

  中国中医科学院研究团队在已完成灵芝、人参、紫芝、丹参、茯苓等基因组研究工作的基础上,再次在复杂基因组研究上取得了重大突破,在国际上率先使用纳米孔测序技术完成复杂高等植物——药用菊花全基因组测序和组装,中国中医科学院中药研究所宋驰博士表示:“菊花基因组测序的完成,不仅对菊属的物种多样性研究、菊花的遗传进化机制研究和分子遗传育种等研究工作具有重要的意义,而且对研究具有重要药用价值的多倍体药用菊花——杭白菊具有重大的参考价值”。在本项目中,联合团队在全球率先使用纳米孔测序这一最新的测序技术在高等植物中完成了全基因组测序,并克服了之前在二代测序技术时代解决不了的高杂合、高重复基因组组装的难题,相信这一工作必将极大推动植物基因组、尤其是药用植物基因组研究的发展,是本草基因组学研究的一项重要突破。

  本项目的发起团队之一安利植物研发中心,是安利全球唯一一个专门从事植物研究的研发中心,主要任务是为旗下著名保健食品品牌纽崔莱和护肤品品牌雅姿提供创新的植物原料。该中心自2015年落成后,围绕中草药植物有机种植生产过程中的土壤、种苗、有效成分等进行全方位研究。据安利大中华研究开发、技术法规及质量管理副总裁陈佳女士介绍,中心成立两年多来,已与国内外众多知名研究机构建立密切的合作关系,如与中国科学院南京土壤研究所朱兆良院士合作建立企业院士工作站,2016年受邀参加国家十三五重点科技研发计划项目等。陈佳表示,“本次药用菊花基因组测序的科研突破,是中心和著名研究机构通力合作的又一重大成果。安利植物研发中心位于无锡,拥有分析实验室、智能温室、研究型农场等组成的完备的植物研究平台,未来将继续秉承开放与共享的合作理念,与全球各大研究机构协力合作,推动科技发展并造福人类。”

(责任编辑:车车)
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