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历时6年,300余研究者花费5300万美金,牛的基因组序列终于呈现在世人面前,相关的文章发表在Science杂志上。这是继2000年人类基因组破解以来,又一动物基因组序列被破译。负责人称,牛的基因组的破译不仅有助人们更深入了解牛的驯化过程,提高牛肉,牛奶的质量改善人类的生活质量,还有助了解人类的疾病。最新的一期Science杂志刊登了两篇独立研究牛基因组的文章,一篇Genome-Wide Survey of SNP Variation Uncovers the Genetic Structure of Cattle Breeds;一篇The Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium,该项目对牛的基因组进行了分辨率精细的测序。另外还有一篇评论性的文章,The Genome Sequence of Taurine Cattle: A Window to Ruminant Biology and Evolution,将研究焦点放在对牲畜进化和驯养历史的追踪工作上。研究人员发现,牛的基因组含有至少2万2000个基因,其中大约有14345个基因在7种其它的哺乳动物种系中具有对应的基因。 这些发现显示,在牛的进化和驯养过程中,基因的数量和构成的变化是如何改变牛的生物学系统并对它们的繁殖、免疫能力、乳汁分泌和消化造成了最为显著的影响的。 这些研究人员还对来自19个不同地理和在生物学上混杂繁殖的497头不同牛只DNA中的3万7470种差异进行了调查。他们发现,母牛的进化与我们人类本身的进化截然不同,它们从一个有着非常大的有效祖先群体到近期发生的快速的群体下降,而不是反过来的那种一种情形。 文章的作者将这种进化归因于与以往驯化活动、因农业专门化所作的选择以及与动物豢养的形成相关的遗传学瓶颈。 但是,牛品种中的多样性的现有水平看来至少与那些在人类群体中的水平一样地强健有力。 在一篇Perspective中,Harris Lewin对这些发现进行了更为详细的探讨,并重点介绍了其对人类健康和可持续性农业的意义。
由中国科学家领衔的白菜、甘蓝和油菜全基因组测序项目取得阶段性重大成果,获得了白菜全基因组的精细图,甘蓝和油菜全基因组的框架图。 研究表明,白菜、甘蓝和油菜的基因组大小分别约为5亿、6.5亿和11亿个碱基对,白菜和甘蓝含有的基因总数目分别约4.2万和4.5万个,油菜基因覆盖度85%以上。该项成果是国际上首次对三个近缘作物物种进行的整体测序,并且油菜是迄今首个全基因组测序的异源四倍体植物,这不仅对研究作物进化和遗传改良有着重大意义,也对其他多倍体物种的全基因组测序具有重要的参考价值。 该项目分为白菜子项目和甘蓝、油菜子项目,前者由中国农业科学院蔬菜花卉研究所主持,参加单位有中国农业科学院油料作物研究所和深圳华大基因研究院,后者由中国农业科学院油料作物研究所主持,参加单位除上述两个单位外,还有国内湖南农业大学、西南大学、华中农业大学等和国外韩、英、加、澳、美等国家的相关研究机构。该项目得到了农业部、科技部以及国家自然科学基金委的大力支持。 白菜、甘蓝和油菜同属于芸薹属作物,油菜由白菜和甘蓝杂交后进化而来,它们的基因组分别命名为A、C和AC。白菜和甘蓝是我国主要的蔬菜作物,占全国蔬菜种植面积和产量的近五分之二 油菜是我国的主要油料作物之一,其食用油供给事关国家的食物安全。其全基因组序列测定将大大加速重要农艺性状控制基因的克隆和应用,从而给作物的产量、品质和抗病抗逆等重要农艺性状的改良提供基因资源和理论研究平台。
国家“863计划”现代农业技术领域在主要动植物功能基因组研究方面,利用“十五”建立的水稻功能基因组的技术平台,系统开展水稻产量、品质、抗病抗逆、营养高效性状的功能基因组研究,克隆验证新基因和调控因子,应用芯片技术建立水稻重要农艺性状的全基因组表达谱,并开展比较基因组学研究和第3、4染色体功能基因的系统鉴定。 利用水稻、拟南芥等模式植物功能基因组的技术平台,开展小麦、玉米、棉花、油菜、大豆、花生、番茄等作物的功能基因组研究,克隆验证重要农艺性状基因;建立家蚕和家鸡的功能基因组研究技术平台,分离克隆与家蚕丝蛋白质合成、性别决定、发育变态、分子免疫和对微生物抵抗性、鸡的生长、品质、抗性、繁殖等重要经济性状相关的重要功能基因和调控因子。