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Nat. Genet:中国完成白菜全基因组测序

来源:科学时报 2011-08-31 08:11

《自然—遗传学》杂志日前在线发表白菜全基因组研究论文。此项成果是在中国农业科学院蔬菜花卉研究所和中国农业科学院油料作物研究所、深圳华大基因研究院主持下,由中国、英国、韩国、加拿大、美国、法国、澳大利亚等国家组成的“白菜基因组测序国际协作组”共同完成,也是继黄瓜基因组测序和马铃薯基因组测序项目后,由中国主导通过国际合作完成的蔬菜领域基因组研究的又一重大成果,标志着我国在以白菜类作物为代表的芸薹属作物基因组学研究中取得了国际领先地位。

分析结果表明,白菜基因组大小约为485Mb,组装共包含约42000个基因;白菜的祖先种与模式物种拟南芥非常相似,它们大约在1300万年~1700万年前发生了分化,两者依然维持着良好的基因之间的线性对应关系;白菜基因组存在3个类似但基因密度明显不同的亚基因组,其中一个亚基因组密度显著高于另外两个亚基因组,研究人员推测白菜基因组在进化过程中经历了两次全基因组加倍事件与两次基因丢失的过程。

研究发现,白菜在基因组发生加倍之后,与器官形态变异有关的生长素相关基因发生了显著的扩增,白菜基因组复制导致了许多与形态变异有关的基因存在更多拷贝,这可能是白菜类蔬菜具有丰富的根、茎、叶形态变异的根本原因,这一成果对研究不同产品器官的形成与发育具有重要价值。

白菜类作物包括大白菜、小白菜、菜心和芜菁等形态各异的一大类蔬菜,其中大白菜和小白菜是我国栽培面积和消费量最大的蔬菜作物。白菜是迄今为止测定的与模式物种拟南芥亲缘关系最近的物种。由于白菜基因与拟南芥基因存在高度的相似性,白菜基因组的测定为利用丰富的拟南芥基因的功能信息架起了桥梁,为利用模式物种信息进行栽培作物的改良奠定了良好的基础,将极大地促进白菜类作物和其他芸薹属作物的遗传改良。(生物谷 Bioon.com)

The genome of the mesopolyploid crop species Brassica rapa

The Brassica rapa Genome Sequencing Project Consortium

We report the annotation and analysis of the draft genome sequence of Brassica rapa accession Chiifu-401-42, a Chinese cabbage. We modeled 41,174 protein coding genes in the B. rapa genome, which has undergone genome triplication. We used Arabidopsis thaliana as an outgroup for investigating the consequences of genome triplication, such as structural and functional evolution. The extent of gene loss (fractionation) among triplicated genome segments varies, with one of the three copies consistently retaining a disproportionately large fraction of the genes expected to have been present in its ancestor. Variation in the number of members of gene families present in the genome may contribute to the remarkable morphological plasticity of Brassica species. The B. rapa genome sequence provides an important resource for studying the evolution of polyploid genomes and underpins the genetic improvement of Brassica oil and vegetable crops.

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