日前,，從油料所傳出消息,，由30多個(gè)研究機(jī)構(gòu)組成的國(guó)際油菜測(cè)序聯(lián)盟首次解碼了甘藍(lán)型油菜的基因組。這是國(guó)際上首次對(duì)傳統(tǒng)的多倍體作物復(fù)雜的基因組進(jìn)行的完整測(cè)序和組裝,，并完成了其與親本種的系統(tǒng)比較和進(jìn)化分析,。我國(guó)科學(xué)家是這個(gè)聯(lián)盟的主要力量之一。該突破性研究成果于8月22日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》上,。
甘藍(lán)型油菜是我國(guó)的主要油料作物,，其基因組命名為AACC，由白菜/白菜型油菜（基因組為AA）和甘藍(lán)（基因組為CC）約于7500年前（新石器后期）在地中海地區(qū)經(jīng)自然雜交形成,，于中世紀(jì)開(kāi)始最早在歐洲栽培,，為冬油菜類(lèi)型，其后于20世紀(jì)傳至世界其它地區(qū),，在20世紀(jì)中期傳入我國(guó)后,，由我國(guó)科學(xué)家將其與我國(guó)的白菜型油菜雜交和選擇形成了半冬性油菜類(lèi)型，是我國(guó)最重要的油料作物,；而在北美則通過(guò)人工選擇形成了春油菜類(lèi)型,。因此，國(guó)際油菜測(cè)序聯(lián)盟分別對(duì)這三種類(lèi)型的油菜進(jìn)行了測(cè)序,，并決定首先對(duì)最早栽培的冬油菜類(lèi)型進(jìn)行集中分析和發(fā)表,。這是我國(guó)科學(xué)家繼領(lǐng)銜完成油菜親本種白菜和甘藍(lán)全基因組測(cè)序后取得的又一階段性重大成果。
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圖：甘藍(lán)型冬油菜基因組圖譜,。A為基因密度（100K非重疊窗口,；其上的三角形表示丟失的基因，紅方塊表示A和C基因組片段的置換）,，B和C分別為葉和根的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)（100K非重疊窗口）,， D為 DNA 轉(zhuǎn)座子密度，E為反座元密度，F(xiàn)為葉（綠色）和根（棕色）CpG 甲基化狀況,，G為中心粒重復(fù)序列,。A和C亞基因組間的部分同源關(guān)系由彩色線連接。
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圖：部分同源基因組的交換,。以A2染色體為例,，An到Cn的轉(zhuǎn)換由Ar2上的藍(lán)色和 Co2上的紅色所示，Cn到An的轉(zhuǎn)換由 Co2上的藍(lán)色所示和Ar2上紅色所示（n代表油菜基因組,，r和o分別代表白菜和甘藍(lán)基因組）
據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一,、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研究員劉勝毅介紹，甘藍(lán)型冬油菜基因組至少包含10.1萬(wàn)多個(gè)蛋白編碼基因,；其中一個(gè)主要發(fā)現(xiàn)是借助與親本種甘藍(lán)和白菜基因組的比較,，發(fā)現(xiàn)該基因組進(jìn)化的突出特點(diǎn)是兩個(gè)亞基因組（A和C）存在著廣泛的相互的基因或DNA序列置換，如A中的一個(gè)基因變成和C中的某個(gè)完全一樣,。這個(gè)規(guī)律的揭示對(duì)多倍體遺傳和進(jìn)化研究具有重要的理論價(jià)值,，對(duì)育種具有重要的指導(dǎo)意義。
該文的通訊作者之一華中農(nóng)業(yè)大學(xué)周永明教授補(bǔ)充解釋道,，由于四倍體甘藍(lán)型油菜形成較晚,，加之它的祖先種中形成的多次基因組加倍事件，導(dǎo)致其為多拷貝基因最多的植物物種之一,，也是至今測(cè)序的植物種中基因數(shù)最多的物種,，這為研究植物基因組進(jìn)化提供了極好材料。
該文的另一通訊作者湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)官春云院士指出,，因?yàn)楦仕{(lán)型油菜形成晚,，這個(gè)多倍體的多拷貝基因大都功能相同，尚未分化,，因此它們?yōu)楹土?、適應(yīng)性等的遺傳改良和分子育種選擇提供了豐富的基因庫(kù)。
我國(guó)油菜和甘藍(lán)基因組測(cè)序和分析項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人,、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研究員王漢中介紹,，破解甘藍(lán)型油菜基因組是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，其研究成果對(duì)有效指導(dǎo)和促進(jìn)油菜遺傳改良具有重要意義,。這項(xiàng)工作提供了關(guān)鍵的資源平臺(tái),，今后應(yīng)加強(qiáng)育種利用的研究。
除上述三家外,，我國(guó)參加該甘藍(lán)型冬油菜基因組項(xiàng)目的單位還有深圳華大基因研究院和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,。
該項(xiàng)目研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委,、農(nóng)業(yè)部,、財(cái)政部等部委相關(guān)項(xiàng)目的大力支持。
文章鏈接：http://www.sciencemag.org/content/345/6199/950.full
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