作为一半以上地球人类赖以生存的粮食作物,水稻最近有了一份超级泛基因组图谱。深圳科学家组装了251份高质量的水稻基因组,获得了迄今为止植物界群体规模最大的基因组学研究成果。
近日,《细胞生物学(Cell Research)》杂志上发表了由中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所(下称“基因组所”)牵头组织,与中国农业大学、南京农业大学、中国水稻研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位联手完成的《水稻超泛基因组图谱》,帮助人类更好地了解水稻功能基因和利用种质资源。
栽培水稻历史
已有1万多年
专家表示,泛基因组是指一个物种内所有基因组信息的总和,相比单一参考基因组,泛基因组信息包含了丰富的遗传多样性,可有效降低参考基因组偏差对遗传变异检测的影响。
为了更好地研究稻属的遗传变异,科研人员从5年前开始启动这项研究。
考古学研究成果揭示,人类最早栽培水稻的历史距今已有逾1万年。“水稻驯化的过程中经历了高强度的人工选择,导致栽培稻相对于野生稻祖先遗传多样性减少,成为目前培育水稻品种的制约因素之一。”该研究的第一作者、基因组所研究员商连光告诉记者,特别是近15年,水稻培育更侧重于高产,产量平均提升了13.33%,却丧失了更多的有利基因,比如一些抗病、氮高效基因。
测序数据多达
9.42万亿字节
水稻是中国第一大粮食作物,中国也是世界上最早种植水稻的国家。在水稻基因组学研究上,中国一直走在世界前列。20年前,中国科学家独立绘制完成并成功“解读”了水稻基因序列,这也是人类第一次在基因组层面认识了水稻。
“稻属供应了地球一半以上人类的口粮,但其实只有亚洲稻和非洲稻两个种,它们之间不仅是地理上远隔重洋,从基因组学研究上看也是独立起源,有着生殖隔离。”商连光表示,此前的研究不仅没有实现亚洲稻、非洲稻的系统化比较和研究,两种野生稻中还存有大量的遗传变异未被发掘,也未能实现群体水平最完整的序列多样性分析。这项研究通过地理分布来源、基因型和表型变异精心选择了251份水稻材料,其中包括了202份亚洲栽培稻、28份普通野生稻、11份非洲栽培稻和10份短舌野生稻。
这项研究涉及数据非常庞大,仅高深度、长读长(也称“三代测序”)测序数据多达9.42万亿字节(TB)。5年来,该研究已完成构建4个水稻泛基因组。
该研究的并列第一作者、基因组所在读博士生李笑霞表示,研究人员利用基因组所和中国水稻研究所提供的超算平台,对251份水稻核心种质资源的原始测序数据进行基因组组装、基因组注释等分析工作,进而构建了目前植物中群体规模最大、基因组注释最充分、研究最为系统的稻属超级泛基因组。
251份水稻资源
种植在大鹏基地
通过这项研究,科研人员不仅获得了一份高质量的稻属泛基因组图谱,并整合数据开发了在线网站,让科研人员能高效方便地利用这些海量的基因组学数据。通过数据检索,科研人员可根据研究需要,高效地获得特定水稻品种基因组序列、基因在群体中的变化。
种质资源收集是保障国家粮食安全的“国之重器”。目前,科研人员将这251份水稻资源种植在深圳大鹏新区的中国农业科学院深圳综合试验基地。商连光表示,这些水稻之间差异甚大,最高的2米,最矮的仅70厘米,都是非常具有代表性的全球核心种质资源。结合这项研究所取得的高质量组学数据,育种人员可充分利用这251份水稻资源,进行优异基因聚合,创制新的育种材料,实现更高水平的分子设计育种,加速完成将更多优质、高产、广适、绿色水稻的良种材料把握在自己手中的使命。
相关推荐
- (2022-09-05)“随手拍”“用心做” 快递小哥协助社区解决群众“身边事”
- (2022-09-05)襄阳市人大常委会机关组建“党员突击队” 筑牢疫情防控防线
- (2022-09-05)江苏自贸试验区南京片区 建立生物医药企业试点清单制度
- (2022-09-05)北京医保政策迎新变化 9月1日起个人账户资金实行记账管理
- (2022-09-05)泉峰汽车上半年由盈转亏扣 非净利亏损4710.81万元
- (2022-09-05)反垄断与反不正当竞争!广州多措并举加大商业秘密保护力度
- (2022-09-05)发放消费券有“乘数效应” 让消费券拉动的消费意愿延续下去
- (2022-09-05)农发行南京市雨花区支行成功投放 政策性开发性“金融工具”项目
- (2022-09-05)2021年银保监会向城商行开出402张罚单 处罚2.09亿元
- (2022-09-05)机构调研热情不减8月以来 28家公司获超百家机构青睐
- (2022-09-05)江苏设立“苏青驿站” 助力更多青年来江苏就业
- (2022-09-05)携手实现1+1大于2!深圳市特区建发亚商基金公司揭牌
- (2022-09-05)从大理到保山铁路首次穿过横断山 最快1小时09分到达
- (2022-09-05)赋能“襄阳制造”提质增效 构建制造企业核心竞争力
- (2022-09-05)首付60%、无房无贷款!北京为老年人购房提供特殊支持
- (2022-09-05)7月新基金发行规模缩水超五成 年内20只基金募集失败
- (2022-09-05)绿道骑行+打卡成生活新风尚!深圳自行车行业迎来新机遇
- (2022-09-05)襄阳市开展2022年第一期 全国文明城市创建双周拉练活动
- (2022-09-05)南沙区与巴西里约热内卢州卡希亚斯公爵市 签署加强交流合作备忘录
- (2022-09-05)前7个月地方债发行1604只 总规模达5.66万亿
- (2022-09-05)近310亿元房企密集发债 “保交楼”成为头等大事
- (2022-09-05)常州建成人才公寓10万套以上 打响“全国最向往城市”品牌
- (2022-09-05)上半年PPP市场规模稳中有增 新入库项目279个
- (2022-09-05)徐冰开展“幸福食堂”公益活动 助力居家养老服务
- (2022-09-05)美联储连续加息75个基点 美股市值一夜飙升500亿美元
- (2022-09-05)浦东老港镇84家“睦邻互助点” 让老人们幸福于“家门
- (2022-09-05)浦东老港镇84家“睦邻互助点” 让老人们幸福于“家门
- (2022-09-05)襄阳市“党的光辉照我心·童心喜迎二十大” 主题节目展演活动举行
- (2022-09-05)中国银保监会 推动银行业保险业实现高质量发展
- (2022-09-05)不忘初心牢记使命!襄阳市举办省第十二次党代会培训班