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中国科学家Nature子刊测序新文章

日期:2013-09-24 00:00:00

来自西南大学、深圳华大基因研究院等10家研究机构的研究人员,成功绘制出了川桑(Morus notabilis)的基因组序列草图,从而为推动桑树改良提供了一个宝贵的资源。相关论文发表在9月19日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

西南大学的向仲怀(Zhonghuai Xiang)院士、浙江省农科院计东风(Dongfeng Ji)研究员和深圳华大基因研究院的王俊(Wang Jun)博士为这篇论文的共同通讯编辑。

桑树属桑科桑属,为落叶乔木,作为家蚕的优良饲料是一类重要的经济作物。人类在5千多年前即开始利用桑叶养殖家蚕生产出贵重的丝绸,通过举世闻名的丝绸之路帮助塑造了世界历史。

桑科植物由遍及世界上热带和温带的37个属大约1100个物种组成,其中包括一些众所周知的植物,例如桑树、面包树、无花果、菩提树和有巴斯树。桑树属于桑属,得到确认的物种有10-13个,栽培品种超过1000种,广泛种植于欧亚大陆、非洲和美国。在中国和印度分别有大约62.6万和28万公顷土地用于生产蚕用桑叶。且因其果实美味,树皮可用来造纸,以及在传统东方医学中的多种用途吸引着农民进行广泛种植。

大多数的鳞翅类昆虫是食草性动物,作为主要的农业和林业害虫具有重要的经济影响。家蚕是一种鳞翅类昆虫的幼虫,以桑叶为食。家蚕养殖促使研究工编辑对取食刺激剂开展了深入地研究,这对于了解植物与昆虫之间的相互作用具有极其重要的意义。尽管蚕基因组测序已于2008年完成。然而目前关于桑属物种的基因组信息仍然非常的少。桑树基因组测序不仅有助于推动作物改良,且将桑树和蚕进行基因组配对(genome pair)也将增进大家对于植物-食草动物适应机制的理解。

在这篇文章中,研究人员报告称利用Illumina技术进行测序,绘制出了一种桑树物种:川桑的基因组序列草图。这一基因组估计包含330-Mb的序列。根据这一组装基因组,研究人员鉴别出了128 Mb的重复序列和29,338个基因,其中60.8%得到转录组测序数据支撑。

比较分析桑树和其他测序蔷薇目植物基因组,显示桑树基因序列进化速度要快大约3倍,这有可能推动了这一物种遍布全世界。桑树是除几种蔷薇目植物之外,在1亿多年的时间里没有保留基因组复制的真双子叶植物之一,然而在桑树中发现了一个neopolyploid表明,可能有新的复制赋予了利益。

研究人员在蚕的血淋巴腺和丝腺中发现了5个桑树miRNAs,在分子水平上表明了植物与食草动物关系的相互影响。此外,他们还鉴别及分析了一些与歧化选择、抗性和乳汁管中表达蛋白酶抑制剂相关的桑树基因,这对于加速改良桑树具有重要的意义。

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