中科院遗传所成功解析盐芥基因组序列
2012-07-13
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中国科技网讯 中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室的谢旗、王秀杰、陈受宜、储成才研究员所领导的研究团队和深圳华大基因研究院王俊研究员、美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Han Bohnert教授以及美国普渡大学朱健康教授所领导的研究团队密切合作，成功解析了盐芥的全基因组序列，并找到了一些盐芥耐受极端环境机制的一些线索。该研究于7月9日在线发表于《美国科学院院刊》上。
盐芥是一种有花的盐生植物，与双子叶植物研究中所常用的模式植物拟南芥亲缘关系较近。最重要的是，盐芥具有对高盐、干旱和低温等非生物胁迫极高的耐受能力，使得盐芥成为研究植物耐受非生物胁迫逆境机理的理想材料。
研究人员利用一种层级拼接方法对测序技术所得到的短序列进行了成功的拼装，将其中80%的序列整合到盐芥的7条染色体上。进化分析显示，盐芥和拟南芥大约分化于700万到1200万年之前。分化后的盐芥基因组获得了大量的转座子序列，约占其全基因组序列的52%，这一比例是拟南芥的4倍。结合基因结构、序列同源性及表达信息等特征，研究组预测到盐芥基因组存在编码蛋白基因28457个，其中大部分基因与拟南芥具有一定的同源性。进一步分析发现，与拟南芥相比盐芥存在更多的“应激响应”基因，这些基因通过大片段基因加倍和基因串联加倍两种基因加倍事件而得到加倍。通过比较基因组学和定量表达分析显示，更多的叶表面蜡质、更强的离子转运和更快的ABA响应等过程使得盐芥具有更好的高盐耐受性。
盐芥全基因组序列的完成，为开展重要农作物的分子设计改良、提高植物耐受非生物胁迫能力以及对我国沿海滩涂和西部土地的开发利用，保障国家粮食安全具有重要的现实意义。
