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中科院海洋所首次完成仿刺參基因組測序和組裝
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日前，我國科學(xué)家在國際上首次完成仿刺參基因組測序和組裝，對刺參生物學(xué)和遺傳育種研究具有重要科學(xué)意義，將對我國刺參產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要推動作用。 該成果由中國科學(xué)院海洋研究所研究員楊紅生團隊和相建海團隊共同完成，在天津生物芯片技術(shù)公司的技術(shù)支撐下，突破了刺參復(fù)雜基因組測序和組裝技術(shù)瓶頸，采用新一代測序技術(shù)獲得132Gb高質(zhì)量DNA序列數(shù)據(jù)，覆蓋全基因組160倍�？蒲腥藛T利用針對高復(fù)雜度基因組組裝的創(chuàng)新策略，在國際上首次成功完成了野生刺參的基因組組裝，目前獲得的框架圖總長度達到765Mb，組裝疊連群Contig N50達112Kb，該數(shù)值優(yōu)于國際迄今已發(fā)表的多數(shù)水產(chǎn)動物基因組圖譜的指標(biāo)。初步檢測表明，功能基因區(qū)覆蓋達95%以上。該項研究得到了國家科技部“973”、“863”計劃，國家基金委，中國科學(xué)院和山東省、青島市科技廳的資助。 早在上世紀(jì)50年代，海洋所科研人員就開展了海參的形態(tài)分類和經(jīng)典生物學(xué)研究，查清了我國海參的分布和生物多樣性特征，闡明了其分類學(xué)地位。仿刺參(又稱刺參)，屬于棘皮動物門，主要分布于中國的黃渤海和俄羅斯、南北朝鮮和日本等東北亞海域。由于刺參特殊的進化地位、獨特的繁殖生活史以及夏眠、排臟與再生、自溶等生物學(xué)現(xiàn)象，使其具有重要的科學(xué)研究價值。同時，刺參也是我國現(xiàn)有20種可食用的海參中品質(zhì)最好、經(jīng)濟價值最高的種類，2013年我國刺參養(yǎng)殖面積達21.5萬公頃，總產(chǎn)量達19.4萬噸，產(chǎn)值近300億元，約占全國當(dāng)年海水養(yǎng)殖產(chǎn)值的15%。 十多年來，楊紅生等針對刺參的基礎(chǔ)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和遺傳育種應(yīng)用開展了契而不舍的系統(tǒng)研究，取得了十分豐厚的科技成果，在理解刺參夏眠、再生和行為學(xué)上獲得若干新認知，構(gòu)建了刺參的遺傳育種群體，培育了具有耐溫高產(chǎn)、多刺和不同體色等性狀的刺參新品系，并進行了示范應(yīng)用和推廣。 近兩年，針對我國刺參養(yǎng)殖業(yè)面臨育苗變態(tài)困難、成活率低下、養(yǎng)殖病害嚴重、種質(zhì)退化、品質(zhì)欠佳等一系列問題，楊紅生研究員團隊與相建海研究員團隊合作，共同開展刺參基因組學(xué)研究，通過刺參基因信息的全面破譯，在特殊生命現(xiàn)象的剖析、重要經(jīng)濟性狀的分子解析、基因資源挖掘與利用、物種進化等多個領(lǐng)域的開展深入研究。 全基因組序列的成功破譯作為對刺參認知創(chuàng)新的里程碑，將為刺參的繁殖發(fā)育、免疫調(diào)控、營養(yǎng)代謝、遺傳解析提供重要理論支撐，有力推動刺參重要經(jīng)濟性狀解析、分子標(biāo)記輔助選育和全基因組遺傳育種，以及揭示刺參的夏眠、再生、自溶等特殊生命現(xiàn)象的機理機制等相關(guān)研究，為我國刺參產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供有力科技支撐。 |
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