9月13日，在Nature旗下的開(kāi)放獲取雜志《Scientific Data》發(fā)表的一項(xiàng)研究中，來(lái)自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和美國(guó)亞利桑那州大學(xué)的研究人員，用PacBio的long read測(cè)序數(shù)據(jù)和Illumina雙末端測(cè)序數(shù)據(jù)，構(gòu)建了兩個(gè)秈稻參考基因組。

我國(guó)的植物遺傳和分子生物學(xué)家，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張啟發(fā)院士，以及亞利桑那大學(xué)的Rod A. Wing教授是這篇論文的共同通訊作者。張啟發(fā)院士課題組長(zhǎng)期致力于水稻基因組研究，旨在通過(guò)植物基因組分析、重要基因的分離克隆、雜中優(yōu)勢(shì)的遺傳和分子基礎(chǔ)、作物品種資源的分子評(píng)估及應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行水稻改良。Rod Wing博士是基因組學(xué)研究領(lǐng)域的專(zhuān)家，目前為亞利桑那大學(xué)教授，亞利桑那大學(xué)基因組研究所所長(zhǎng)，近十幾年來(lái)共發(fā)表論文100多篇，參編專(zhuān)著7部。Rod Wing教授領(lǐng)導(dǎo)的亞利桑那大學(xué)基因組研究所是聞名的基因組研究機(jī)構(gòu)，在BAC文庫(kù)構(gòu)建、末端測(cè)序和指紋分析、比較物理圖譜構(gòu)建及分析、表達(dá)序列標(biāo)簽整理、結(jié)構(gòu)功能預(yù)測(cè)等方面具有深厚的工作基礎(chǔ)，形成了明顯的特色和優(yōu)勢(shì)。

今年6月，張啟發(fā)院士與加州大學(xué)河濱分校的Shizhong Xu教授合作，基于代謝組學(xué)預(yù)測(cè)了雜交稻的產(chǎn)量。他們證實(shí)相比于基因組預(yù)測(cè)，當(dāng)使用代謝組學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)雜交種產(chǎn)量的可預(yù)測(cè)性幾乎提高了兩倍。在源自210個(gè)重組自交系的21945個(gè)潛在雜交種中，根據(jù)代謝物預(yù)測(cè)選擇出的*個(gè)雜交種將使得產(chǎn)量增長(zhǎng)~30%。研究結(jié)果發(fā)布在6月17日的The plant journal雜志上。

上個(gè)月，張啟發(fā)院士與美國(guó)亞利桑那大學(xué)的研究人員證實(shí)，兩種秈稻品種珍汕97（Zhenshan 97）和明恢63（Minghui 63）的參考基因組之間有著廣泛的序列差異。這項(xiàng)研究發(fā)布在2016年8月17日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

水稻是人類(lèi)的主要作物，已被*為是生物學(xué)研究的一種重要模式生物，尤其是單子葉植物研究。亞洲栽培稻（Oryza sativa）包括兩個(gè)亞種：粳稻和秈稻。秈稻占*水稻產(chǎn)量的70%，并且更加具有遺傳多樣性。秈稻品種珍汕97（ZS97）和明恢63（MH63）是秈稻的兩個(gè)主要品種，包含了許多重要的農(nóng)藝性狀，是汕優(yōu)63（SY63，在中國(guó)zui廣泛種植的雜交水稻）的父母本。

在過(guò)去的30年里，ZS97、MH63、SY63雜交系統(tǒng)已被用作一種模型，同時(shí)，張啟發(fā)院士課題組已經(jīng)對(duì)這兩個(gè)水稻亞種進(jìn)行了許多基礎(chǔ)研究，并進(jìn)行了一系列的嘗試，想對(duì)雜中優(yōu)勢(shì)這個(gè)困擾科學(xué)家100多年的生物學(xué)謎團(tuán)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，有一個(gè)基本的了解。因此，他們發(fā)起了一個(gè)聯(lián)合協(xié)作項(xiàng)目，為ZS97和MH63生成兩個(gè)參考質(zhì)量基因組裝配，作為一種基本的工具來(lái)幫助我們了解雜中優(yōu)勢(shì)的根本分子遺傳基礎(chǔ)。

為了提高以往許多調(diào)查結(jié)果的分辨率，該研究小組使用*的測(cè)序技術(shù)，產(chǎn)生了兩個(gè)參考質(zhì)量參考基因組組件。利用PacBio SMRT技術(shù)，研究人員從209個(gè)（MH63）的BAC克隆庫(kù)，生成了超過(guò)108（ZS97）和174（MH63）Gb的原始序列數(shù)據(jù)，并用Illumina測(cè)序技術(shù)產(chǎn)生了~ 97（ZS97）和~ 74（MH63）Gb的末端配對(duì)全基因組鳥(niǎo)法（WGS）測(cè)序數(shù)據(jù)。

有了這些數(shù)據(jù)，他們成功地組裝了兩個(gè)白金標(biāo)準(zhǔn)的參考基因組，已被公開(kāi)發(fā)布。在這里，他們提供了全套的原始數(shù)據(jù)，用于生成這兩個(gè)參考基因組組件。這些數(shù)據(jù)集可以用來(lái)測(cè)試新的方案，以更好的進(jìn)行基因組組裝和注釋?zhuān)兄诎l(fā)現(xiàn)基因組結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化的新見(jiàn)解，并有助于為一般生物研究提供必要的支持。  

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