由我國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜的白菜,、甘藍(lán)和油菜全基因組測(cè)序項(xiàng)目已取得階段性重大成果。目前已獲得了白菜全基因組的精細(xì)圖,,甘藍(lán)和油菜全基因組的框架圖,。研究表明白菜、甘藍(lán)和油菜的基因組大小分別約為5億,、6.5億和11億個(gè)堿基對(duì),,白菜和甘藍(lán)含有的基因總數(shù)目分別約4.2萬(wàn)和4.5萬(wàn)個(gè),油菜基因覆蓋度85%以上,。該項(xiàng)成果是國(guó)際上首次對(duì)三個(gè)近緣作物物種進(jìn)行的整體測(cè)序,,并且油菜是迄今首個(gè)全基因組測(cè)序的異源四倍體植物,,這不僅對(duì)研究作物進(jìn)化和遺傳改良有著重大意義,也對(duì)其它多倍體物種的全基因組測(cè)序具有重要的參考價(jià)值,。
該項(xiàng)目分為白菜子項(xiàng)目和甘藍(lán),、油菜子項(xiàng)目,前者由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所主持,,參加單位有中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所和深圳華大基因研究院,,后者由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所主持,參加單位除上述兩個(gè)單位外,,還有湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),、西南大學(xué),、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu),。韓、英,、加,、澳、美等多個(gè)國(guó)家的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)科研人員參加了該項(xiàng)目,。該項(xiàng)目得到了國(guó)家農(nóng)業(yè)部,、國(guó)家科技部以及國(guó)家自然科學(xué)基金委的大力支持。
油菜,、白菜和甘藍(lán)同屬于蕓薹屬作物,,油菜是由白菜和甘藍(lán)雜交后進(jìn)化而來(lái)的。其中白菜的基因組命名為A,,甘藍(lán)的基因組命名為C,,而油菜的基因組為AC。在測(cè)序技術(shù)路線上本項(xiàng)目完全采用了通量更高的新一代測(cè)序技術(shù)和全基因組鳥(niǎo)槍法測(cè)序策略,,從而大大提高了測(cè)序效率,,顯著降低了成本,使得在短期內(nèi)完成三個(gè)復(fù)雜的基因組測(cè)序工作成為可能,。這些基因組數(shù)據(jù)和信息不久將釋放,,成為國(guó)際共享的信息資源。
白菜和甘藍(lán)是我國(guó)主要的蔬菜作物,,占全國(guó)蔬菜種植面積和產(chǎn)量的近五分之二,,在我國(guó)人民生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。培育高產(chǎn),、抗病抗逆性強(qiáng),,風(fēng)味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高的白菜和甘藍(lán)新品種能夠更好地滿足我國(guó)人民日益提高的生活需要。為此,,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所發(fā)起,,于2008年9月啟動(dòng)了白菜基因組測(cè)序項(xiàng)目,。由于項(xiàng)目進(jìn)展順利,今年8月在加拿大薩斯卡通召開(kāi)的國(guó)際白菜基因組測(cè)序聯(lián)盟會(huì)議上,,各成員國(guó)一致同意以我國(guó)的測(cè)序結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)序列,,并將各自的數(shù)據(jù)整合到我國(guó)的白菜基因組圖譜中。目前已獲得的白菜基因組精細(xì)圖譜是世界上第一張高質(zhì)量的白菜基因組圖譜,,這不僅有利于探明白菜和甘藍(lán)基因的功能,,促進(jìn)我國(guó)蔬菜品種改良和種質(zhì)創(chuàng)新,也為深入了解白菜和甘藍(lán)的起源和進(jìn)化,、豐富的自然變異提供重要的生物學(xué)和遺傳學(xué)基礎(chǔ),。
油菜是我國(guó)乃至世界最重要的油料作物之一,國(guó)產(chǎn)食用油的50%左右來(lái)自于油菜籽,;然而我國(guó)食用植物油供給缺口巨大,,每年60%食用油依賴進(jìn)口,食用油供給不足已嚴(yán)重威脅國(guó)家的食物安全,。與此同時(shí),,我國(guó)油菜生產(chǎn)面臨著諸多挑戰(zhàn),如產(chǎn)量不高,,抗病抗逆性差,,品質(zhì)低,導(dǎo)致生產(chǎn)效益低等,。進(jìn)行基因組研究,,發(fā)展生物技術(shù)是解決這些問(wèn)題的根本途徑之一。為此啟動(dòng)了油菜全基因組測(cè)序項(xiàng)目,。該全基因組序列測(cè)定將大大加速油菜重要農(nóng)藝性狀控制基因的克隆和應(yīng)用,,從而給該作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病抗逆等重要農(nóng)藝性狀的改良提供基因資源和理論研究平臺(tái),。
此次測(cè)序所用材料為大白菜品種Chiifu,、中國(guó)自主培育的甘藍(lán)品系02-12和油菜品種中雙11號(hào)。Chiifu是國(guó)際白菜基因組研究所采用的模式品種,,具有豐富的遺傳信息,。甘藍(lán)品系02-12是我國(guó)甘藍(lán)品種的核心親本,已衍生培育出一批優(yōu)良品種,。中雙11號(hào)是目前世界上唯一的一個(gè)集高含油量,、高抗倒伏、強(qiáng)抗裂角,、抗菌核病于一體的高產(chǎn)雙低優(yōu)質(zhì)油菜品種,。下一步的工作將是繪制甘藍(lán)和油菜的基因組精細(xì)圖,結(jié)合這三種作物其它優(yōu)良品種和核心種質(zhì)資源的基因組重測(cè)序,,挖掘,、克隆重要功能基因,。