华农自主完成我国第一个果树作物基因组序列图谱

华中农业大学今日透露，该校科研人员经过一年多努力，已绘制完成甜橙的全基因组序列图谱。这是我国自主完成的第一个果树作物基因组序列图谱。这一农业科技基础研究成果，将对加快我国柑橘品种改良，改变柑橘品种大量依赖进口的状况，提升我国柑橘产业的核心竞争力起到重要作用。


据悉，柑橘是世界栽培面积和产量最大的果树。而中国不仅是世界上最重要的柑橘原生中心，也是世界柑橘第一生产大国。2010年我国柑橘总产量达2645万吨，种植面积达221万公顷。但是，由于基础研究的不足，我国普遍种植的80多个柑橘品种中，有四成以上系从外国引进，总产量的一半以上是引进品种的产品。柑橘的品种结构也不尽合理，尤其是成熟期较为集中问题较为突出。去年年底，我国不少地区就出现了因脐橙集中上市而造成的滞销现象。


为改变这一被动局面，2011年1月起，华中农业大学组织园艺学、基因组学和生物信息学的20多位科研人员启动了甜橙基因组计划。包括脐橙、夏橙等在内的甜橙是我国种植量最大的柑橘类别，也是世界柑橘贸易的主力军，占世界柑橘贸易的一半左右。


中国工程院院士、华中农业大学校长邓秀新，国家“千人计划”学者、基因组学研究领域国际知名战略科学家阮一骏教授等联合攻关，终于破译了甜橙的遗传密码。甜橙共有9对染色体，每个染色体由各种不同功能的基因按一定序列组合而成，华中农业大学科研人员对其进行了拼接与注释。邓秀新院士打了个比方，拼接类似将拼图打散后重新拼装，不过科研人员拼的是甜橙的各个基因片段。通过拼接，可以找到基因组的排序与结构方式。华中农大研究人员拼接后的序列覆盖了87%的柑橘基因组，这在世界柑橘基因组测序中处于领先水平；约有3万个甜橙基因获得注释，即发现了其生物学功能。得到完整的基因组信息，将为柑橘遗传与育种改良提供依据。


邓秀新院士表示，该校下一步将利用这一研究成果，锁定甜橙的表皮颜色、成熟期、产量等几种农艺性状进行研究，从而育出更优质、更能提高农民收益的甜橙品种。华中农大也将把自己的甜橙基因组研究成果放在开放的网络平台上，供国际学术界共享。


长江商报消息 本报讯（记者 张瑜琨 实习生 唐小涛）看病要先将五脏六腑位置弄清楚；让橘子更好吃，就要知道它好吃的秘密。昨日，从华中农业大学甜橙基因组传来消息，经过一年多的努力，该团队成功破解了甜橙基因“密码”，完成了甜橙基因组拼接与注释，获得了较高质量的甜橙基因组。这是我国自主完成的第一个果树作物基因组序列图谱，也是国际首个完整的甜橙基因组序列图谱，我国甜橙产量有望大幅提升。


约3万个甜橙基因获得注释


2010年9月，该校引进了“千人计划”、基因组学研究领域国际知名战略科学家阮一骏教授；2011年1月20日，依托园艺学、基因组学、细胞生物学以及生物信息学等科研人员，该校启动了甜橙基因组计划。该团队主要负责人为中国工程院院士、华中农业大学校长邓秀新。


“简单的说，把整个甜橙比作一个房子，甜橙的各个基因就是构成房子的砖头，现在我们的测序工作就是将这些‘砖头’分开，知道他们各个的位置是怎样的，再将他们拼回来，为研究他们的功能打下基础。”邓秀新说，现在是基础研究，是为了更好研究甜橙的功能，就像了解房子各个砖头的位置和功能之后，漏雨、透风的问题出现在哪里就好解决了。


邓秀新介绍，目前，果树作物包括葡萄、番木瓜、苹果、草莓、可可、椰枣等基因组，国际上已发表。自2003年国际柑橘基因组计划启动以来，2011年1月克里曼丁橘的基因组序列图谱完成。但克里曼丁橘主要在地中海地区栽培，其产量占柑橘总产量10%。此次自己团队拼接后的序列覆盖了柑橘基因组的87%（国际领先水平），在国际上是首个最完整的，还有约3万个甜橙基因获得注释，即发现了其生物学功能。得到完整的基因组信息，将为柑橘遗传与育种改良提供依据。


甜橙作为世界第一大柑橘类型，产量占全世界柑橘产量的60%左右，且橙汁是世界三大饮料之一。因此，美国、巴西和中国等国科学家都期望获得高质量的甜橙基因组图谱。


甜橙产量有望大幅提升


近30年来，我国柑橘栽培面积和产量增长很快，2010年我国总产量2645万吨，种植面积为221万公顷（农业部公布数据），是世界柑橘第一生产大国。但是，由于基础研究的不足，我国普遍种植的80多个柑橘品种中，四成以上从外国引进，而总产量一半以上是引进品种的产品。


“基因测序工作的完成，将会让我国由甜橙的栽培大国过渡到产量大国。”邓秀新说，甜橙基因组的完成将为国内外同行研究芸香科（柑橘）的特殊生物学性状、功能基因组提供重要平台，同时对于果实包括色、香、味、成熟期等重要性状基因的发掘、品种改良以及甜橙育种具有重要意义。


“原来三月份成熟的甜橙，我们可以通过调控它的基因让它二月份成熟，提前进入市场。”邓秀新表示，该团队下一步将利用这一研究成果，研究更核心的甜橙的颜色、成熟期、产量等多种性状，育出更优质、更能提高农民收益的甜橙品种，提升甜橙产业的竞争力，为果农创造更大的收益。