我国成功制备首个水稻全基因组芯片

　　

生物通综合报道：我国科研人员最近首次成功制备了水稻全基因组芯片，建立了功能基因数据库系统，为新功能基因的预测和发现奠定了基础。  

　　据介绍，这项题为《水稻高产等重要农艺性状相关功能基因研究》的科研课题，属科技部863项目生物和现代农业技术领域的功能基因和生物芯片重大专项；在国家科技部和北京市外国专家局重点扶持下，由北京未名凯拓农业生物技术有限公司、北京—耶鲁联合研究中心（北京大学）、北京生命科学研究所、北京华大基因研究中心、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位研发人员经过四年努力共同完成，2005年12月30日通过科技部组织的验收。  

　　研究人员说，水稻全基因组芯片的成功制备及功能基因数据库系统的建立，不仅为水稻研究提供了世界上最完整的水稻原始序列数据和各种研究方法，并且为准确地从基因组水平全方位地研究水稻的生物学性状奠定了基础。通过芯片杂交，结合生物信息学手段，可在同一时间内平行分析大量基因，进行大信息量的筛选与检测分析。通过基因组测序及比较和表达谱的研究，可发现一大批具有重要应用价值的水稻新基因，如与育性、丰产、优质、抗病、耐逆、成熟期相关的水稻新基因。直接利用基因工程方法把克隆出来的优良基因导入所需改良的水稻品种中，可以缩短育种年限，其经济效益潜力巨大。由于功能基因组学研究内容与生物技术产业直接相关，其进一步研制开发可能成为赶超发达国家、实现跨越式发展的首选突破口。

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中国科学家绘制完成水稻全基因组“精细图”

中国科学家日前绘制完成水稻全基因组“精细图”并进行了相关研究，有关成果发表在国际期刊《PLoS Biology（科学公共图书馆－生物学专辑）》２００５年第３卷第２期上。

    专家认为，水稻基因组“精细图”的完成，为科学家研究各个水稻亚种的差异，在新层面上探讨杂交优

势的机理，为禾本科植物的比较基因组学和进化研究奠定了基础。

  水稻是重要的粮食作物，也是禾本科的模式生物。２０００年，中科院北京基因组研究所启动中国“杂交水稻基因组计划”，旨在揭示杂交优势产生的分子机理，为农作物的高产和选优提供理论基础。２００２年，中国杂交水稻基因组工作“框架图”以封面文章形式发表在《科学》２９６卷５５６５期上。

    近年来，中科院北京基因组研究所的科学家通过进一步检测，在籼稻和粳稻两个水稻亚种的基因组中完整地搜索到９７.７％的水稻基因。校正误差后，科学家估计水稻基因数为３.８万至４万个，其中只有２％至３％的基因是两个水稻亚种特有的，也就是说，两个水稻亚种在基因上的差异很小。和２００２年的水稻基因组工作框架图相比，“精细图”的工作效率、数据质量更高。

    研究人员还分析了水稻基因组的复制历史，发现了１８对明显的复制片段，覆盖了基因组序列的６５.７％，其中１７对复制都发生在禾本科植物的分化之前。更重要的是，正在进行的单个基因的复制给基因的起源提供了一个无限的原材料资源，是禾本科植物“家族”之间差异的主要原因。

    ２００５年，北京基因组研究所还将完成杂交水稻母本“培矮６４”（主要遗传背景是粳稻，又有籼稻和爪哇稻的基因流入）全基因组序列的组装和分析，进而发现杂交后基因在子代的分布与生理性状的变化，从而揭示杂交水稻“杂交优势”的成因。