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中國科學家樂成破譯牡丹基因組三項成果在天下領先

導讀

9月26日舉行的洛陽牡丹基因組測序成果新聞發布會上介紹,中國科學家成功破譯牡丹基因組,填補了芍藥科植物基因組研究空白。這也是世界上首次成功破譯牡丹基因組,這次破譯有三項成果在世界領先。洛陽牡丹基因組測序成果新聞發布會有著“千年帝都、牡丹花城……

9月26日舉行的洛陽牡丹基因組測序成果消息公布會上介紹,中國科學家樂成破譯牡丹基因組,填補了芍藥科植物基因組研究空缺。這也是天下上首次樂成破譯牡丹基因組,這次破譯有三項成果在天下領先。

洛陽牡丹基因組測序成果消息公布會

有著“千年帝都、牡丹花城”美譽的洛陽一直是國內牡丹的研究和栽植中心,有著悠久的牡丹栽植歷史、豐富的牡丹種質資本和良好的牡丹產業基礎。為實現牡丹科研上的來源性創新,解決牡丹育種周期長、效率低等技術困難,2021年12月,洛陽市政府、深圳華大基因簽署協議,配合開展洛陽牡丹基因組學研究,重要任務是開展洛陽牡丹基因組測序和牡丹遺傳多樣性、洛陽牡丹分子育種研究。其中較重要、較基礎和較核心的任務是牡丹基因組測序研究。

牡丹基因組極其龐大,達12.5 GB(約是人類基因組的4.5倍)。在華大基因和洛陽農林科學院雙方的配合積極下,經過近三年的協作攻關,動用了包羅國家銀河超算在內的各種科研資本,應用天下較先進的第三代測序技術,先后完成了2.67 TB二代高通量數據,1.49 TB的第三代測序數據采集,結合759 GB約58 的Hi-C數據組裝,在天下上首次破譯了牡丹基因組。

牡丹基因組的破譯,在國際植物基因組研究上填補了芍藥科植物基因組的空缺,使這個來源于中國的花卉品種在天下基因研究領域完善亮相,在牡丹研究方面具有里程碑意義。總結此項研究成果,此次破譯取得了三項天下領先。

首次完成了牡丹基因組精致圖的繪制,使“數字化牡丹”精彩出現。完成牡丹基因組組裝大小12.25 GB,拼接片斷Contigs N50 =128KB,基因組完整度98%,雙端比對率98.8%,錨定染色體85%的基因組精致圖譜,實現了超大基因組三代測序技術的完善組裝。

首次注釋了65898個牡丹基因,使“定制化牡丹”成為可能。獲取了包羅牡丹花形、花色控制基因及與牡丹籽油合成相關的基因,為精準化牡丹分子育種提供了技術支持。

首次構建了牡丹基因組及表型數據庫,使“信息化牡丹”觸手可及。依托研究成果建設了牡丹基因組數據庫,涵蓋1000余份牡丹品種資本,從基因視野對牡丹舉行分類、甄別,實現大數據查詢應用。

基于此項研究成果,可以加倍科學地做好牡丹品種資本的溯源、保護工作,利用基因研究成果;可以對全球牡丹資本在分子程度上加以甄別、歸納和清算,去偽存真,保證牡丹品種資本的正確性、科學性和平等性。同時,對部門頻臨滅絕的珍奇牡丹資本舉行異地活體保護和DNA資本保護,使洛陽成為全球牡丹品種資本類型較全、品種數目較多的資本保育中心;可以實現牡丹精準定向分子育種。通過基因組幫助技術,可以大大加速洛陽在觀賞牡丹、油用牡丹、鮮切花牡丹、藥用牡丹等方面的新品種培育速度,使洛陽成為全球牡丹品種培育中心、技術研發中心;可以加速牡丹產業化生長。通過大力開展牡丹基因組應用研究,全面推進洛陽牡丹生產的標準化、規模化生長,使洛陽成為全球牡丹產業生長中心。

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