科技前沿:水稻基因测序,中国走在前面

【字体: 时间:2003年01月08日 来源:

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正如人类的“生老病死”秘密都写在DNA螺旋状双链里一样,水稻12条染色体上附着的成千上万个基因也蕴藏着高产优质、美味香甜、抗病抗虫、耐旱耐涝等等极为丰富的遗传密码。一旦完成每条染色体的精确测序,就等于打开了下一步深入研究水稻基因功能、破译水稻遗传密码的大门。在我国科技界近日评出的2002年世界十大科技新闻中,排在第一位的就是2002年12月18日,在东京宣布国际水稻基因组测序计划(IRGSP)圆满完成。

10个国家和地区参与研究

国际水稻基因组测序工程是在日本主导下,由日本、美国、中国等10个国家和地区的科学家参加的国际科研计划。1998年2月启动,目标是以日本的主要水稻品种粳稻“日本晴”为对象,以99.99%的精度确定12条染色体上大约4.3亿个碱基对的排列顺序。其中日本承担了第一、二、六、七、八、九条染色体的测序工作,美国负责第三、十、十一条染色体的测序,中国担任第四条染色体的测序,中国台湾和法国分别担任第五条和第十二条染色体的测序工作。测序完成后,全部数据在互联网上公开,供全世界科学家共享。据报道,中国科学家圆满完成了第四号染色体的精确测序图。在这条染色体上共发现了4658个基因。测序图拼接后总长为3500万个碱基对,精确度为99.99%,覆盖染色体全长序列98%(仅留下7个小的空洞),达到了国际公认的基因组测序完成图的标准。

据参加这次计划的中国专家韩斌透露,国际水稻基因组测序计划从1998年开始执行,当时的预算将近上亿美元,中国可以说是几个参与研究的国家中最节约的一个。美国在已经具备齐全的研究设备和研究场所的条件下还用了将近1300万美元,而中国所有的基础设施加上科研费用的花费还不到其1/3。

韩斌认为,这项成果的意义首先是信息共享,如果12条染色体都让一个国家来研究,恐怕花上50年也研究不完,甚至最终也拿不出任何结论。当然对于中国来说,更具意义的是能为将来建立国家级基因研究实验室提供基础,无论是人才方面,还是设备方面。

用水稻做实验更节约成本

水稻是一种重要的农作物,全世界半数以上的人以大米为主食。选择水稻作为破译对象,是因为水稻是农作物中基因组最小的一种,给水稻基因组测序更节约成本。同时,水稻又具有与小麦和玉米基因组足够的相似性。而水稻、玉米、小麦这几种农作物占全球粮产量的约80%。因此,在破译人类基因组后,水稻基因组是人们都希望破译的重要基因组中之一。

国际水稻基因组测序计划主席、日本国家农业生物资源研究所佐佐木博士表示,基因研究对水稻研究的影响是多方面的。以前水稻选种只能依靠目测,通过基因研究,人们可以利用遗传途径改良水稻品种,水稻的选种时间也可以大大缩短。

期待更完整的测序

有很多人会问基因测序成果何时能应用到实际的农业生产中去,亩产万斤真的能变成现实吗,韩斌解释说,用汽车来做比喻可能更容易理解一些。如果只把轮胎做得出色,就指望汽车能比火车跑得快显然不现实,因为决定一辆汽车性能的好坏还有发动机、车身等种种因素。中国现在公布的研究结果只是水稻研究中最基础的一环,就像汽车的轮胎。另外,有了基础的科研结果并不能马上投入实际生产中,“上马”还需要一段时间的研究和探讨。

中国独立开展的水稻基因研究成果受到全世界科学家的赞赏。《科学》杂志总编唐纳德·肯尼迪在接受本报记者采访时说:“中国团队完成了相当了不起的工作,他们的成果绝不是这一领域研究中的一个小进展,而是巨大的突破。”英国《自然》杂志发表社论说,水稻基因组序列草图测出了水稻的绝大多数基因,但是尚存在一些空缺和错序,社论期待IRGSP的工作测出水稻基因组的完整测序。2002年12月国际水稻基因测序计划圆满完成后,中国科学院副院长陈竺说,中国科学家在参加这一项目的同时,还独立完成了中国水稻“仙稻”基因组的测序工作。这有助于通过比较,更好地了解水稻基因的功能,并在接下来研究水稻基因功能的竞争中占据有利地位。

摘自 环球时报

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