由法国研究人员领导的国际团队近日完成了对香蕉品种小果野蕉（Musa acuminata）的基因组测序，并开始分析这一基因组草图。相关研究成果于7月11日发表在《自然》（Nature）杂志上。

研究人员采用Roche 454、Sanger和Illumina的测序方法，绘制了双单倍体（doubled-haploid）Musa acuminata的基因组图谱。从生成的523 Mb基因组序列草图中，他们进一步探究了植物的进化史及其与其他植物的关系。

“参考芭蕉基因组序列代表了解开这一极其重要农作物复杂遗传学的一项重要进展，其育种特别具有挑战性，”文章资深作者、法国国家科学研究中心、埃夫里大学及Genoscope中心成员Patrick Wincker说。研究人员将这一序列草图称为“遗传改良香蕉的关键踏脚石”。

Wincker及其同事解释说，自7000年前香蕉驯化以来，芭蕉物种与亚物种间发生了多次杂交。结合选择无需施肥、生成无籽果实的植物，这种杂交促成了由M. acuminata和M. balbisiana基因组构成的二倍体和三倍体香蕉品种的形成。

在本研究中，研究人员将焦点放在一种称为Pahang的双单倍体香蕉上，Pahang是通过培育来自malaccensis亚物种的野生M. acuminata生成的。他们解释说，这种野生植物的单倍体基因组是广泛种植的三倍体香蕉Cavendish中发现的三种Musa基因组之一，Cavendish的体细胞无性系占据了当前约一半的香蕉产量。

采用Roche 454 GS FLX和Illumina GAIIx平台进行Sanger法测序和高通量鸟枪测序（shotgun sequencing），研究小组生成了覆盖约90% Pahang基因的组装草图。

随后分析这一序列组装，揭示了36,542个预计蛋白质编码基因和235种microRNAs。基因组中最显著的是转座子，占据了一半的序列。

研究人员追踪调查了芭蕉科植物与其他谱系植物（如拟南芥、椰枣树、水稻、高粱和短柄草）所共有的约7,700个基因簇。他们还发现了某些植物特有的基因簇，包括与转录因子功能、防御和代谢相关的芭蕉特异性基因。

香蕉基因组包含来自一种植物害虫的基因组：香蕉条斑病毒（banana streak virus）是一种双链DNA病毒，存在于基因组的20多个位点。研究人员指出，与香蕉品种B. balbisiana中发现的条斑病毒相比，这些病毒似乎没有遗传资源形成自主传染性颗粒。

Pahang染色体模式与全基因组复制发生在芭蕉谱系内和祖先植物中的观点一致。祖先植物还生成了同一开花植物目（姜目）的其他植物。

然而，研究小组的染色体和系统进化分析也表明，姜目中的全基因组复制独立于那些影响其他开花植物目（如禾本目Poales）的基因组。

最后，研究人员的RNA序列数据提供了香蕉果实成熟过程中一些转录改变的认识。例如，他们报道香蕉成熟涉及一个改变植物细胞壁的酶的编码基因的跳跃，以及淀粉生成酶的水平下降。

这些转录信息也使研究人员发现了一些有助于香蕉防御的基因。鉴于香蕉面临的病毒和虫生真菌，当前主要采用农药对抗这些病原体，这一研究发现代表了经济利益的另一领域。

（生物通：何嫱）