我国首次绘制成水稻基因组"精细图"

【字体: 时间:2002年12月13日 来源:

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  [AD340X300]我国在世界基因组领域的领先地位再次得到确认:我国科学家绘制出基于精确DNA 测序和基因组物理图谱的水稻(籼稻)基因组“精细图”,这是全世界第一张农作物的基因组精细图谱,也是一项令世界瞩目的科学研究成果,它为阐明水稻基本生物学性状的遗传基础,识别、筛选具有经济价值的遗传基因打下了坚实基础。
   
    国家自然科学基金委副主任朱作言12日代表中科院、科技部、国家计委和国家自然科学基金委发布了上述消息。在中科院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心、杭州华大基因研究发展中心等单位绘制的这张水稻基因组“精细图”上,确定了基因在染色体上的分布和定位,以及可用于分子育种的遗传标记。
   
    中科院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心副主任于军说,籼稻和以籼稻为遗传背景的杂交稻占世界水稻生产的80%,在“框架图”的基础上绘制完成的水稻基因组“精细图”,将为全球从事水稻和植物生物学研究的科学家提供急需的数据,为功能基因组学和蛋白质组学的研究奠定坚实基础,将为全面阐明水稻的生长、发育、抗病、抗逆和高产规律,推动遗传育种研究产生重大影响。
   
    朱作言说,我国科学家完成的水稻的基因组“精细图”,覆盖了97%的基因序列,其中97%的基因被精确地定位在染色体上;覆盖基因组94%染色体定位序列的单碱基准确性达到了99. 99%。这张图已达到国际公认的基因精细图标准,它也是迄今为止唯一的基于“全基因组鸟枪法测序”构建的大型植物基因组高精度基因图。“精细图”绘制了水稻亚种内和亚种间分子遗传标记图谱,这些标记可以用来鉴别基因的起源和进化,追踪它们在遗传群体中和杂交过程中的分布,进而指导遗传育种实践。
   
    我国科学家还预测出约6万个水稻基因,利用这些信息制备出了全基因组基因芯片,为功能基因组研究提供了强有力的工具,为大规模分离抗病、高产、优质的相关基因奠定了基础。
   
    新闻背景
   
    水稻基因组“框架图”与“精细图”有何区别?
   
    2001年10月,中科院、科技部和国家计委联合向全世界宣布,中国率先完成水稻(籼稻)基因组工作“框架图”的绘制,得到高度评价,而现在我国科学家又在世界上首次绘制完成水稻基因组“精细图”,同样引起世界高度关注。那么“框架图”与“精细图”有何区别?
   
    中科院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心副主任于军说,“框架图”是相对于“完成图”或“终图”而言的,但实际上,真正的“完成图”并不存在,因为它总会存在一些空隙,而“精细图”则比“框架图”更进一步,更为准确、精细。
   
    基因组工作“框架图”的要点包括:测序工作量达水稻基因组的5倍;基因组覆盖率达90%以上,即经初步组装的“一致性”序列占整个基因组的90%以上;经初步组装的“一致性”序列中碱基的准确率达99%以上,即每一碱基出错的可能性(误差率)应低于1%。
   
    水稻基因组“精细图”则提高了全基因组覆盖率,实现了基因在染色体上的分布和定位,并提供了大量的基因多态性位点,为分子育种研究的遗传标记奠定了分子生物学基础,对基因预测、基因功能鉴定的准确性以及基因表达、遗传育种等研究的贡献是一个质的飞跃。我国科学家在世界上首次完成的水稻基因组“精细图”,覆盖率达97%,其中97%的基因精确定位在染色体上;覆盖基因组94%染色体定位序列的单碱基准确率为99. 99%,已达到国际公认的基因组“精细图”的标准。
   
    什么是“全基因组鸟枪法测序”?
   
    我国科学家在世界上首次绘制出的水稻基因组“精细图”,采用的是“全基因组鸟枪法测序”,这种方法引起人们的关注,究竟何为“全基因组鸟枪法测序”?
   
    中科院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心副主任于军介绍,“全基因组鸟枪法测序”也称“霰弹法”,是将基因组DNA打成小片段进行测序,然后再将这些小的片段拼接起来,重新组装成一个完整的基因组。它的最大优点是经济、快速、高效,但对高性能计算的方法和设备要求非常高。
   
    运用“全基因组鸟枪法测序”组装成高精度全基因组的基因图,是一项技术上的新突破,在基因组研究中属首创。植物基因组有大量的重复序列,重复序列的正确识别和组装,需要开发特殊的计算软件,我国所建立的全基因组鸟枪法测序基因组组装的计算软件体系,也为开展其它重要物种的基因组研究开辟了一条全新的经济、快捷和可靠的研究方法。(新华社记者 张景勇)
   
    来源:新华社
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