中国学者领衔发表最新Nature文章:二代,三代测序技术揭示兰花基因关键机制

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年9月15日 来源:生物通

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  由国家兰科植物种质资源保护中心/深圳市兰科植物保护研究中心,比利时根特大学,日本埼玉大学等处组成的研究小组发表最新文章,利用PacBio,Illumina,以及10X Genomics的最新技术,全新解析了一种兰花的基因组序列,这将有助于科学家们深入了解兰花的进化以及适应机制。

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生物通报道:由国家兰科植物种质资源保护中心/深圳市兰科植物保护研究中心,比利时根特大学,日本埼玉大学等处组成的研究小组发表了题为“The Apostasia genome and the evolution of orchids”的文章,利用PacBio,Illumina,以及10X Genomics的最新技术,全新解析了一种兰花的基因组序列,这将有助于科学家们深入了解兰花的进化以及适应机制。

这一研究成果公布在昨日(9月14日)的Nature杂志上,由深圳市兰科植物保护研究中心首席科学家刘仲健领导完成,其他参与研究的科学家包括中科院植物研究所的罗毅波研究员,比利时根特大学的Yves Van de Peer,日本埼玉大学的Chuan-Ming Yeh,以及台湾成功大学的的Wen-Chieh Tsai。

起源于1.25亿年前的兰科植物,是被子植物中的第二大科,除了两极和极干旱的沙漠,兰科植物可生存于世界各地,同时兰科植物又具有观赏、食用、药用等价值,对它的研究、保护和利用无疑十分有必要。刘仲健教授从事兰科植物研究已经有30多年了,取得了许多重要的成果,建立了兰科5新属,发现了2新分布属和80多个新分类群,而且组织并联合清华大学深圳研究生院等科研单位在世界上率先开展“兰花基因组计划”。2006年,他曾与清华大学深圳研究生院清华大学深圳研究生院教授在Nature杂志上发文,在世界上首次发现一种新颖的、完全由雄性花药主动运动而不借助于任何外部传递媒介完成的自花传粉机制,受到了国际专家的高度好评(中国学者Nature子刊封面文章:首个兰花基因组完整序列)。

目前深圳市兰科植物保护研究中心收集的国内外活体种质资源达到220万株,是世界上收集中国兰科植物物种最多的研究机构。最新报道的这种兰花:Apostasia shenzhenica(深圳拟兰,生物通注),是这一中心以深圳市为模式产地,并以深圳命名的兰科新种之一。

“针对深圳拟兰这种兰科小分支品种进行基因组测序,将能为研究兰花进化提供参考,揭示所有兰花共有的古老(全基因组拷贝)的明确证据,从而有助于重建古代兰花基因工具包,并为许多兰花特征提出新见解,”刘教授表示。

在这篇文章中,研究人员首先从深圳拟兰叶,茎和花的样本中分离出基因组DNA,然后分别利用Illumina HiSeq 2000和PacBio RS测序仪获得了短读长和长读长序列,将其组合在一起,再加上10X Genomics生成的scaffold数,完成了深圳拟兰的基因组草图,填补了空白。同时研究人员还利用新的转录组序列,进行比较基因组学和系统发育分析,进一步了解兰花品种之间的亲缘关系,以及进化兰花特征。

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