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我国完成世界首张西瓜基因组序列图谱

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  我国主导完成世界首张西瓜基因组序列图谱的绘制与破译,相关研究成果于北京时间今天凌晨在国际学术顶级刊物《自然·遗传学》上在线发表。

  西瓜是全球重要的经济作物和夏季消暑水果,但就是这样一种常见的水果,人们却始终未能从内到外了解它。过去,各国科学家虽然知道栽培西瓜遗传多样性狭窄是制约西瓜品种改良的主要因素,但由于基因组序列图谱无法绘制,对于西瓜的研究就像研究一个关闭了的“黑匣子”。

  过去4年多时间,本论文通讯作者、北京市农林科学院蔬菜研究中心主任许勇研究员,牵头进行了一项名为“国际西瓜基因组计划”的科学研究。这支由美国康奈尔大学、深圳华大基因研究院、美国加州大学戴维斯分校、法国农业科学院等16家国内外科研单位组成的团队,采用“全基因组鸟枪法”测序策略,得到总量约为46G的基因序列数据,打开了西瓜生命活动的“黑匣子”。

  这支科研团队发现,拼接后的序列覆盖83.2%的西瓜基因组,共鉴定出约23440个基因,其中96.8%的基因已经精确定位到染色体上。进化分析表明,现代栽培西瓜11对染色体是由21对祖先染色体经过复杂的断裂和融合过程进化而来。

  “从半野生西瓜到现代栽培西瓜的驯化过程中,我们发现多个基因组区域受到强烈选择,进而形成了现代栽培西瓜具有的含糖量高、早熟等生物学特征。经过重测序分析,部分抗病基因在从野生西瓜到现代栽培西瓜的进化和人工驯化过程中丢失。”该论文第一作者郭绍贵表示。

  研究团队开展了西瓜维管束与果实发育转录组测序,获得了西瓜抗病性和品质等重要农艺性状的候选基因或基因标记,并应用到育种实践中。这项突破对推动西瓜育种和生产具有重大意义,也为破解葫芦科作物基因组研究奠定了基础。

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