中青在線北京4月26日電(中國青年報(bào)·中青在線記者 邱晨輝) 記者今天從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,一個(gè)由中國科學(xué)家主導(dǎo)、世界范圍內(nèi)迄今最大的植物基因測(cè)序工程于前不久完成,該工程產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)“需要三個(gè)月才能完成拷貝”,足足有17T之多。如今,科學(xué)家歷時(shí)7年,完成了工程中3000份水稻的基因組數(shù)據(jù)的深度解析。
4月25日,國際頂級(jí)期刊《自然》(Nature)長(zhǎng)文報(bào)道了這一成果。該成果由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所牽頭,聯(lián)合國際水稻研究所、上海交通大學(xué)、華大基因、深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、美國亞利桑那大學(xué)等16家單位共同完成。
水稻是全世界最重要的糧食作物之一,有數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2050年,全球的稻米產(chǎn)量必需增加1倍以滿足未來人口增加的需求。而且,在全球氣候變化的趨勢(shì)下,如何培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的水稻新品種,一直是育種家面臨的巨大挑戰(zhàn)。
此次成果的牽頭人、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所黎志康研究員表示,過去20多年,全球科學(xué)家已經(jīng)克隆了多個(gè)水稻基因,然而,如何將這些功能基因組的研究成果轉(zhuǎn)化為育種家所能利用的分子設(shè)計(jì)育種信息,則必須對(duì)水稻種質(zhì)資源的基因組信息進(jìn)行充分了解。
“3000份水稻基因組計(jì)劃”正是在這樣的背景下誕生的——利用新一代基因組測(cè)序技術(shù)和高性能的計(jì)算機(jī)平臺(tái),對(duì)來自全球89個(gè)國家和地區(qū)的3000份水稻種質(zhì)資源——代表了全球78萬份水稻種質(zhì)資源約95%的遺傳多樣性,進(jìn)行大規(guī)模的基因組重測(cè)序和大數(shù)據(jù)分析,解析水稻種群基因組多樣性的本質(zhì)。2011年9月,該計(jì)劃由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、國際水稻研究所和華大基因共同啟動(dòng)。
黎志康說,7年過去,該研究對(duì)亞洲栽培稻群體的結(jié)構(gòu)和分化進(jìn)行了更為細(xì)致和準(zhǔn)確的描述和劃分,由傳統(tǒng)的5個(gè)群體增加到9個(gè),分別是東亞(中國)的秈稻、南亞的秈稻、東南亞的秈稻和現(xiàn)代秈稻品種等4個(gè)秈稻群體,東南亞的溫帶粳稻、熱帶粳稻、亞熱帶粳稻等3個(gè)粳稻群體、以及來自印度和孟加拉的Aus和香稻。
此外,該研究還發(fā)現(xiàn)了1.2萬個(gè)全長(zhǎng)水稻新基因。研究發(fā)現(xiàn),核心基因比較古老,大多數(shù)的新基因表現(xiàn)更年輕和長(zhǎng)度偏短。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所所長(zhǎng)劉春明評(píng)價(jià)這項(xiàng)成果時(shí)說“這(一成果)極為重要”。他說,科學(xué)家的育種工作基本都是依賴于基因組變異,沒有基因組變異可以說就沒有物種的創(chuàng)新,沒有新品種的培育。如今發(fā)現(xiàn)1萬多個(gè)水稻新基因,以及大量的基因組變異,給基因育種提供了非常精確的導(dǎo)向。
中科院遺傳發(fā)育所研究員儲(chǔ)成才說,經(jīng)過幾代育種家的努力,我國在水稻育種,尤其是雜交水稻育種技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域一直走在世界的前列。通過近20年來的努力,我國在水稻功能基因組學(xué)研究也處在國際領(lǐng)跑地位。
他說,如今“3000份水稻基因組計(jì)劃”的完成,不僅為我國乃至世界水稻科研工作者深入解析水稻基因功能,提供了非常大的幫助,對(duì)水稻的分子設(shè)計(jì)改良也將具有重要的推動(dòng)作用,這項(xiàng)工作對(duì)保障我國乃至世界糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義,影響深遠(yuǎn)。