中國科學家Nature子刊測序新文章
日期:2013-09-24 09:20:00
來自西南大學、深圳華大基因研究院等10家研究機構(gòu)的研究人員,成功繪制出了川桑(Morus notabilis)的基因組序列草圖,從而為推動桑樹改良提供了一個寶貴的資源。相關(guān)論文發(fā)表在9月19日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
西南大學的向仲懷(Zhonghuai Xiang)院士、浙江省農(nóng)科院計東風(Dongfeng Ji)研究員和深圳華大基因研究院的王俊(Wang Jun)博士為這篇論文的共同通訊作者。
桑樹屬桑科桑屬,為落葉喬木,作為家蠶的優(yōu)良飼料是一類重要的經(jīng)濟作物。人類在5千多年前即開始利用桑葉養(yǎng)殖家蠶生產(chǎn)出貴重的絲綢,通過舉世聞名的絲綢之路幫助塑造了世界歷史。
桑科植物由遍及世界上熱帶和溫帶的37個屬大約1100個物種組成,其中包括一些眾所周知的植物,例如桑樹、面包樹、無花果、菩提樹和有巴斯樹。桑樹屬于桑屬,得到確認的物種有10-13個,栽培品種超過1000種,廣泛種植于歐亞大陸、非洲和美國。在中國和印度分別有大約62.6萬和28萬公頃土地用于生產(chǎn)蠶用桑葉。且因其果實美味,樹皮可用來造紙,以及在傳統(tǒng)東方醫(yī)學中的多種用途吸引著農(nóng)民進行廣泛種植。
大多數(shù)的鱗翅類昆蟲是食草性動物,作為主要的農(nóng)業(yè)和林業(yè)害蟲具有重要的經(jīng)濟影響。家蠶是一種鱗翅類昆蟲的幼蟲,以桑葉為食。家蠶養(yǎng)殖促使研究工作者對取食刺激劑開展了深入地研究,這對于了解植物與昆蟲之間的相互作用具有極其重要的意義。盡管蠶基因組測序已于2008年完成。然而目前關(guān)于桑屬物種的基因組信息仍然非常的少。桑樹基因組測序不僅有助于推動作物改良,且將桑樹和蠶進行基因組配對(genome pair)也將增進我們對于植物-食草動物適應機制的理解。
在這篇文章中,研究人員報告稱利用Illumina技術(shù)進行測序,繪制出了一種桑樹物種:川桑的基因組序列草圖。這一基因組估計包含330-Mb的序列。根據(jù)這一組裝基因組,研究人員鑒別出了128 Mb的重復序列和29,338個基因,其中60.8%得到轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)支持。
比較分析桑樹和其他測序薔薇目植物基因組,顯示桑樹基因序列進化速度要快大約3倍,這有可能推動了這一物種遍布全世界。桑樹是除幾種薔薇目植物之外,在1億多年的時間里沒有保留基因組復制的真雙子葉植物之一,然而在桑樹中發(fā)現(xiàn)了一個neopolyploid表明,可能有新的復制賦予了利益。
研究人員在蠶的血淋巴腺和絲腺中發(fā)現(xiàn)了5個桑樹miRNAs,在分子水平上表明了植物與食草動物關(guān)系的相互影響。此外,他們還鑒別及分析了一些與歧化選擇、抗性和乳汁管中表達蛋白酶抑制劑相關(guān)的桑樹基因,這對于加速改良桑樹具有重要的意義。