中國(guó)科學(xué)家Nature子刊測(cè)序新文章
日期:2013-09-24 09:20:00
來(lái)自西南大學(xué)、深圳華大基因研究院等10家研究機(jī)構(gòu)的研究人員,成功繪制出了川桑(Morus notabilis)的基因組序列草圖,從而為推動(dòng)桑樹(shù)改良提供了一個(gè)寶貴的資源。相關(guān)論文發(fā)表在9月19日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
西南大學(xué)的向仲懷(Zhonghuai Xiang)院士、浙江省農(nóng)科院計(jì)東風(fēng)(Dongfeng Ji)研究員和深圳華大基因研究院的王?。?/SPAN>Wang Jun)博士為這篇論文的共同通訊作者。
桑樹(shù)屬??粕伲瑸槁淙~喬木,作為家蠶的優(yōu)良飼料是一類重要的經(jīng)濟(jì)作物。人類在5千多年前即開(kāi)始利用桑葉養(yǎng)殖家蠶生產(chǎn)出貴重的絲綢,通過(guò)舉世聞名的絲綢之路幫助塑造了世界歷史。
??浦参镉杀榧笆澜缟蠠釒Ш蜏貛У?/SPAN>37個(gè)屬大約1100個(gè)物種組成,其中包括一些眾所周知的植物,例如桑樹(shù)、面包樹(shù)、無(wú)花果、菩提樹(shù)和有巴斯樹(shù)。桑樹(shù)屬于桑屬,得到確認(rèn)的物種有10-13個(gè),栽培品種超過(guò)1000種,廣泛種植于歐亞大陸、非洲和美國(guó)。在中國(guó)和印度分別有大約62.6萬(wàn)和28萬(wàn)公頃土地用于生產(chǎn)蠶用桑葉。且因其果實(shí)美味,樹(shù)皮可用來(lái)造紙,以及在傳統(tǒng)東方醫(yī)學(xué)中的多種用途吸引著農(nóng)民進(jìn)行廣泛種植。
大多數(shù)的鱗翅類昆蟲(chóng)是食草性動(dòng)物,作為主要的農(nóng)業(yè)和林業(yè)害蟲(chóng)具有重要的經(jīng)濟(jì)影響。家蠶是一種鱗翅類昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng),以桑葉為食。家蠶養(yǎng)殖促使研究工作者對(duì)取食刺激劑開(kāi)展了深入地研究,這對(duì)于了解植物與昆蟲(chóng)之間的相互作用具有極其重要的意義。盡管蠶基因組測(cè)序已于2008年完成。然而目前關(guān)于桑屬物種的基因組信息仍然非常的少。桑樹(shù)基因組測(cè)序不僅有助于推動(dòng)作物改良,且將桑樹(shù)和蠶進(jìn)行基因組配對(duì)(genome pair)也將增進(jìn)我們對(duì)于植物-食草動(dòng)物適應(yīng)機(jī)制的理解。
在這篇文章中,研究人員報(bào)告稱利用Illumina技術(shù)進(jìn)行測(cè)序,繪制出了一種桑樹(shù)物種:川桑的基因組序列草圖。這一基因組估計(jì)包含330-Mb的序列。根據(jù)這一組裝基因組,研究人員鑒別出了128 Mb的重復(fù)序列和29,338個(gè)基因,其中60.8%得到轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)支持。
比較分析桑樹(shù)和其他測(cè)序薔薇目植物基因組,顯示桑樹(shù)基因序列進(jìn)化速度要快大約3倍,這有可能推動(dòng)了這一物種遍布全世界。桑樹(shù)是除幾種薔薇目植物之外,在1億多年的時(shí)間里沒(méi)有保留基因組復(fù)制的真雙子葉植物之一,然而在桑樹(shù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)neopolyploid表明,可能有新的復(fù)制賦予了利益。
研究人員在蠶的血淋巴腺和絲腺中發(fā)現(xiàn)了5個(gè)桑樹(shù)miRNAs,在分子水平上表明了植物與食草動(dòng)物關(guān)系的相互影響。此外,他們還鑒別及分析了一些與歧化選擇、抗性和乳汁管中表達(dá)蛋白酶抑制劑相關(guān)的桑樹(shù)基因,這對(duì)于加速改良桑樹(shù)具有重要的意義。