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中国水稻功能基因组研究的相关情况

时间:2014-10-21 09:14来源:人民网   作者:未知 点击: 146次

2014年《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)实施情况中期评估》“农业领域专题评估报告”中,“水稻等主要农作物功能基因组学”的研究成果被列为农业领域6项重大标志性成果之首。包括华中农业大学在内的多位科学家的持续多年努力,中国的水稻功能基因组的研究目前已位居世界前列。

功能基因组学研究从基因、蛋白及代谢水平揭示农业生物的生长发育规律与性状形成的复杂调控机理,不断为生物技术提供新理论和新技术,极大地增强了人类对农业生物的改造能力。围绕争夺新基因和新技术优先开发权的国际功能基因组学研究是国际农业生物技术竞争的焦点。

从1999年开始,“863计划”启动了水稻功能基因组的前期工作。2002年,在国家“十五”科技计划中以“功能基因组与生物芯片”重大专项,支持人类疾病基因组、病原微生物、水稻功能基因组和生物芯片的研究工作。在湖北,华中农业大学一直是水稻功能基因组研究的主持单位和核心团队,作为项目牵头单位主持着863计划等诸多重大项目。

我国的水稻功能基因组研究计划的长远目标为弄清水稻基因组中全部(近40000个)基因的功能,将研究成果应用于作物品种改良,带动农业生命科学的全面发展。目前,我国科学家已构建了较完善的水稻功能基因组研究平台,包括:(1)含27万多突变体株系的水稻大型T-DNA插入突变体库;(2)多个品种水稻全生育期全基因组表达谱,以及干旱、低氮、低磷等逆境条件胁迫的全基因组表达谱;(3)籼稻全长cDNA文库;(4)基于新一代测序技术的一系列高通量功能基因组研究的新方法;(5)水稻全基因组选择育种芯片;(6)高通量组学分析平台;(7)大型数据库及相关生物信息技术。这些研究平台的建立为大规模开展水稻基因的克隆和功能鉴定奠定了重要基础。

近年来,我国科学家已从水稻中克隆了一批在育种中具有重要应用前景的功能基因,包括:产量性状基因GS3、GW2、GW8、GS5、Ghd7、GN4,籼粳广亲和基因S5,光敏不育基因pms3,分蘖调控基因TE,抗旱、抗盐碱基因SKC1、SNAC1,抗病虫基因Xa26、xa13、Bph14,品质基因GIF1,磷高效基因PUP1等。2008-2013年间,全世界科学家在影响因子大于9的刊物上共发表水稻基因相关论文253篇,其中来自于中国大陆的论文90篇,占35%,充分体现了我国水稻功能基因组研究领域的迅猛发展态势和在国际上的重大影响。多个基因已被直接用于水稻品种遗传改良,培育多抗、优质、高产、营养高效的新型超级水稻品种,将有助于从根本上缓解我国粮食生产的巨大需求与资源短缺、生态环境恶化的矛盾,保障我国农业持续高效发展。

(责任编辑:泉水)
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