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河北农业大学完成世界首次枣的全基因组测序

江小白 红枣品种 2020年02月08日 18:23 69 来源:昆仑山枣业

  长城网保定10月29日电(李艮春 孟捷)10月29日,记者从河北农业大学召开的新闻发布会获悉,国际权威科学杂志《自然通讯》(Nature Communications)在线发表了以河北农业大学刘孟军教授为第一和通讯作者的枣基因组测序重大研究成果(The complex jujube genome provides insights into fruit tree biology-枣复杂基因组测序及其果树生物学性状解析)。该团队在世界上率先完成了枣树的高质量全基因组测序,并使枣树成为世界鼠李科植物(近千种)和我国干果树种中第一个完成基因组测序的物种。该成果的问世,标志着我国在枣基因组学研究方面达到了国际领先水平。

  据了解,该项目得到了国家科技支撑、国家自然科学基金、河北省巨人计划、河北省高端人才计划、河北省杰出青年基因、河北省科技支撑计划等多个项目的大力支持。河北农业大学与深圳华大基因科技有限公司、国家北方山区农业工程技术研究中心、澳大利亚西澳大学和国际园艺学会枣工作组等密切合作,30多名科技人员历经3年多努力,综合采用BAC-to-BAC和WGS-PCR-free方法,有效克服了高度复杂的枣基因组的测序、组装和填图补洞等一道道难关,成功完成了对我国著名枣品种‘冬枣’的全基因组从头测序,终于如愿在世界上率先完成了枣树的高质量全基因组测序工作。

  据刘孟军教授介绍,该项目组装出的高质量枣基因组序列,总长达4.38亿个碱基(437.65 Mb)、达到枣估测基因组大小的98.6%,并且将其中80%的碱基锚定到了枣的12条假染色体(pseudo-chromosomes)上;预测出32,808个蛋白质编码基因,从中发现了大量的枣特色基因(独有基因、正向选择基因和扩张基因);特别是在第一号染色体上,发现了一段与枣树独特生物学性状(抗逆性强和含糖量高)密切相关的高度保守区域,为揭示枣特殊生物学性状的分子机制奠定了基础。该研究还发现,枣的基因组在历史进化中经历了复杂的染色体断裂、融合及片段重组过程,但却没有发生最近一次的全基因组复制事件。在完成基因组测序组装基础上,对枣树的多个特殊和优异性状的形成机制进行了深度研究。

  刘孟军称,该研究对揭开枣树进化和生长发育之谜、加速枣树分子育种、推动枣业现代化和国际化必将产生重大而深远的影响,对鼠李科乃至其他果树和木本植物的分子遗传改良也具有十分重要的理论借鉴和潜在应用价值。

  今年9月,刘孟军教授枣研究团队被中组部、中宣部、人社部和科技部四部委评为“全国专业技术人才先进集体”。

  刘孟军现为河北农业大学二级教授,两项国家科技进步二等奖第一完成人,何梁何利基金科技创新奖获得者,国家百千万人才工程国家级人才,中国经济林协会枣专业委员会主任委员,中国园艺学会干果分会理事长,国际园艺学会枣工作组主席和国际园艺学会枣属植物品种登录权威。

  枣树是我国栽培历史最为悠久、最具民族特色优势的果树之一。枣树原产我国黄河中下游地区,已有7000多年的栽培历史,现遍及除黑龙江和西藏外的几乎所有省市,栽培面积达到3000万亩,年产量600万吨、在干果中居第一位,我国枣树的栽培面积和产量均占到世界的99%。此外,枣树具有极强的抗盐碱、抗干旱和耐瘠薄能力,在我国广大山、沙、碱、旱地区破解兼顾生态改善与农民增收难题中发挥着难以替代的重要作用。


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