來(lái)自中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、深圳湖大基因研究所、美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校和美國(guó)普渡大學(xué)的研究人員聯(lián)合發(fā)表了題為“Insights into salt tolerance from the genome of Thellungiella salsuginea”的論文，解析了鹽芥基因組序列及其耐鹽機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的謝旗研究員、王秀杰研究員、陳受宜研究員、儲(chǔ)成才研究員和深圳華大基因基因研究院王俊研究員、美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的Han Bohnert教授以及美國(guó)普渡大學(xué)朱健康教授為該篇論文的共同通訊作者。王秀杰課題組的吳華君博士和謝旗課題組的張鐘徽博士等七位研究人員為該論文的共同第一作者。

對(duì)高等植物非生物脅迫應(yīng)答的分子機(jī)制的研究具有重要的意義.擬南芥是一種典型的甜土植物,它在耐鹽耐旱面有其自身的局限性.鹽芥是擬南芥的近緣種，是一種高度耐鹽耐旱的鹽生植物。鹽芥具有作為模式植物的一系列良好特征，如個(gè)體較小、生活周期短、自花授粉、種子量大、基因組較小，而且易于轉(zhuǎn)化。,已成為人們研究植物非生物脅迫響應(yīng)的模式植物。

在這篇文章中，研究人員成功解析了鹽芥的全基因組序列，并找到了一些鹽芥耐受極端環(huán)境機(jī)制的一些線索。研究人員突破性地利用一種層級(jí)拼接方法對(duì)Illumina GA II測(cè)序技術(shù)所得到的短序列進(jìn)行了成功的拼裝，將其中80%的序列整合到鹽芥的7條染色體上。進(jìn)化分析顯示，鹽芥和擬南芥大約分化于700萬(wàn)到1200萬(wàn)年之前。分化后的鹽芥基因組獲得了大量的轉(zhuǎn)座子序列，約占其全基因組序列的52%，這一比例是擬南芥的4倍。結(jié)合基因結(jié)構(gòu)、序列同源性及表達(dá)信息等數(shù)據(jù)，研究組預(yù)測(cè)到鹽芥基因組存在編碼蛋白基因28,457個(gè)，其中大部分基因都與擬南芥具有一定的同源性。更細(xì)致的分析發(fā)現(xiàn)，與擬南芥相比鹽芥存在更多的“應(yīng)激響應(yīng)”基因，這些基因通過(guò)大片段基因加倍和基因串聯(lián)加倍兩種基因加倍事件而得到加倍。進(jìn)一步的比較基因組學(xué)和實(shí)驗(yàn)分析顯示，更多的葉表面蠟質(zhì)、更強(qiáng)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)和更快的ABA響應(yīng)等過(guò)程使得鹽芥具有更好的高鹽耐受性。

新研究完成了對(duì)鹽芥全基因組序列測(cè)定，對(duì)深入了解植物耐受非生物脅迫響應(yīng)分子機(jī)制，改良培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆的農(nóng)作物新品種，以及為國(guó)家糧食安全具有重要的意義。