中国科学院植物研究所和华大基因共同完成甜高粱基因组序列多态性分析——研究成果于《基因组-生物学》杂志发表
2011-12-02 00:00:00.0
由中国科学院植物研究所、华大基因和新加坡淡马锡研究所共同完成的甜高粱基因组变异研究成果（Genome-wide patterns of genetic variation in sweet and grain sorghum (Sorghum bicolor)）于2011年11月21日在国际著名杂志《基因组-生物学》（Genome-Biology）上在线发表(http://genomebiology.com/2011/12/11/R114/abstract)。该研究成果为深入挖掘甜高粱优良性状基因以及促进遗传育种改良等研究提供了非常有价值的参考。
高粱是世界上第五大禾谷类作物，在干旱、半干旱地区农业生产中占有极其重要的位置。甜高粱是高粱的一个自然变种，同普通籽实高粱相比有着诸多独特的生物学和农艺学性状，如高光合效率、大生物量和更强的耐逆性等。甜高粱还因高秸杆含糖量，成为我国和世界发展第1、2代生物质液体燃料的重要作物。2009年，美国能源部联合基因组研究所就已完成高粱的全基因组测序，使高粱成为继水稻之后第二个被测序的禾本科植物，但有关甜高粱和普通籽实高粱在基因组水平的差异尚未有深入研究。
在此次发表的成果中，研究人员利用新一代高通量测序技术，对2个甜高粱和1个中国籽实高粱品系进行了全基因组重测序及生物信息学分析。经与已知的籽实高粱基因组序列比较后，发现甜高粱和籽实高粱在近1,500个基因中存在序列和结构差异，这些基因的功能涉及糖与淀粉代谢、木质素和香豆素合成、核酸代谢、胁迫应答和DNA修复等活动。同时，研究人员还发现了1,057,018个单核苷酸序列多态性位点（SNPs），99,948个小片段（1-10bp）缺失（Indels），16,487个获得和缺失变异（PAVs）以及17,111个拷贝数变异（CNVs）。这些结果对研究人员下一步深入研究基因组变异如何影响生物学性状，建立基因与性状的关联分析以及开展高粱育种改良等方面的研究具有很大的帮助。
文章第一作者、华大基因该项目的负责人郭小森研究员说：“本次研究主要阐释了甜高粱和籽实高粱在基因组水平上的差异，之后我们将会进一步对这些差异进行深入研究，希望我们的工作能为揭示甜高粱重要的生物学特性奠定坚实的分子遗传学基础，并进一步对甜高粱的育种改良，以及为探寻更加优秀的生物能源来源起到积极的推动作用。”