近日,中国农业科学院宣布,最新一期国际权威学术期刊《自然》(Nature)以封面论文形式发表了马铃薯全基因组序列图及生物学分析成果。该研究由14个国家组成的“马铃薯基因组测序国际协作组”历时6年完成,中国团队在项目中从参与者转变为主导者,奠定了我国在马铃薯基因组研究领域的国际领先地位。
中国作物学会马铃薯专业委员会主任委员屈冬玉博士是协作组的发起人和中方项目主持人,中方首席科学家、中国农科院蔬菜花卉研究所黄三文博士是论文的三位作者之一。华大基因研究院的徐讯等青年科研人员组成的生物信息小组在项目中发挥了关键作用。
2006年至2008年底,协作组面临二倍体马铃薯基因组高度杂合等难题,项目进展缓慢。中方团队另辟蹊径,提出以单倍体马铃薯为材料降低基因组分析复杂度,并采用全基因组鸟枪法策略和低成本新一代DNA测序技术,大幅加快了项目进程。2009年,中方团队完成单倍体马铃薯基因组的测序、拼接和注释,协作组随即调整技术路线,将资源集中在中方主导的项目上,并于2009年9月23日宣布全基因组序列图完成。
在序列图基础上,协作组进一步进行生物学分析,发现了与薯块生长发育和病虫害抗性相关的重要基因。此外,马铃薯基因组为理解双子叶植物进化路径提供了分子生物学新知识。
马铃薯是世界第三大粮食作物,对粮食安全至关重要。屈冬玉博士指出,通过全基因组设计育种,育种专家可加速新品种培育,目前中国在该领域与荷兰、美国等发达国家处于同一起跑线。中国农科院副院长唐华俊表示,下一步关键是构建马铃薯全基因组遗传变异图谱和开发分子设计育种体系,需加强支持并与常规育种结合,加速培育自主知识产权的优良品种,保障国家粮食安全。