作者:百檢網 時間:2021-12-28 來源:互聯網
近日,科學家已完全破譯世界上*重要的農作物———水稻的基因圖譜! 因為工程浩大,水稻基因圖譜被稱為“基因天書”,為了破譯“天書”,10個國家的32個科研機構進行了長達6年的努力,而中國科學家功不可沒。
他們完成了迄今為止*精確、完整的水稻全基因組序列,被許多人看做是解決世界糧食問題的重要一步。這項突破的支持者表示,了解水稻的遺傳密碼會使科學家研制出產量更高的新水稻品種,維持地球上越來越多人口的生活。
與破譯人類基因組相媲美
8月10日公布的這一成果,被認為是破解了人類飲食的一個重大難題。因為通過對水稻基因組進行全序列分析,人類能獲得大量的水稻遺傳信息和功能基因,為培育高產、優質、美味的水稻品種打下基礎,并有助于了解小麥、玉米等其他禾本科作物的基因組,從而帶動整個糧食作物的基礎與應用研究。它在農業生產上的意義,完全可以與人類基因組計劃對人類健康的意義相媲美。
“國際稻米基因組序列項目”的科學家來自10個國家的32個機構。按照日程安排,該項目已提前3年完成。得出的基因序列結果已經被用于辨別控制植物生長基本過程的基因,比如控制開花的基因。稻米和大麥的相似性,已使科學家確認,哪些基因可以使大麥避免罹患兩種主要的病害,比如大麥粉霉病和莖銹病。
項目協調人、日本科學家佐木卓治興奮地表示:“這是繼人類基因組計劃之后,科學家完成的又一項重要測序工作!而且比原計劃提前3年完成!”相比3年前的“草圖”,新繪制的“精細圖”覆蓋率達到95.3%,誤差率不超過萬分之一,并首次在高等動植物中完成了對著絲粒的測序。
地球大半人口靠水稻養活
水稻在人類飲食結構中占有主導地位,在全球半數以上人的飲食結構中占80%。但其產量必須在未來20年內增長三分之一,才能滿足人口快速增長的發展中國家的需要。科學家們完成破譯的水稻基因圖譜表明,水稻有37544個基因,比人類基因組多7500個,它們排列在12個染色體上。水稻基因圖譜刊登在*新一期的《自然》雜志上。
美國馬里蘭州羅克維爾市基因組研究所的植物學家羅賓·布伊爾博士說:“水稻是非常重要的一種農作物,此次完成水稻基因排序是科學史上的里程碑。”該研究所參與了水稻基因組序列計劃。
布伊爾博士說:“我們知道科學界可利用這些數據去開發新品種,這些品種不僅產量高,而且可以在惡劣的環境條件下生長。水稻基因圖譜將大大加快人類尋找產量高、可預防病蟲害的基因的步伐,或者加快尋找增強水稻和其他谷類作物抗旱性基因的速度。”美國新澤西州的約阿希姆·梅辛博士說,稻米的特性也和世界上所有主要的谷物十分接近,它們全都來自一個共同的草類祖先,比如大麥、玉米、小麥、高粱等。知道水稻基因組的細節有助于科學家深入了解其他作物。
梅辛博士說:“這一突破的意義難以估量,它不僅具有科學和農業生產方面的價值,而且是人類的福音。在所有龐大的草禾本科植物基因組中,稻米的基因組是*為復雜的。”
各國科學家攜手攻關難題
美國馬里蘭州洛克維爾的基因組研究所所長克萊爾·弗雷澤說:“如同人類基因組的突破給生物領域帶來革命性的進展一樣,稻米基因組的確定,會促進新的谷物的研究。這是在農業上取得進展邁出的重要的一步。”
發表在《自然》雜志上的這一研究成果,包括了稻米的兩種主要品系:日本品系和印度品系。這兩個品系的樣本是由兩家生物技術公司瑞士先正達公司和美國孟山都公司提供的。他們也是在這兩家公司的初期工作基礎上進行的研究。
2002年,20位**科學家對跨國公司將其掌握的水稻基因數據作為商業秘密保守的計劃進行了批評,他們強調了公開水稻基因組的意義。此后,這兩家公司開始向水稻基因組序列免費提供其所掌握的數據,使得該計劃能夠按時完成。
該研究報告的主要作者、紐約冷泉港實驗室的理查德·邁克比教授說:“研究揭示了水稻基因組的數千個基因標記或路標,它們可供農作物種植者和其他致力于提高水稻產量的工作者直接使用。這也是**種完成基因組排序的農作物,因此,水稻將成為利用基因組序列信息,改善農業多領域研究的先進"模范"。”
中國科研人員功不可沒
其實,早在2002年4月,美國《科學》雜志便報道了中國科學家在水稻基因組研究方面所取得的非凡成就。那一期的《科學》雜志封面就是一幅典型的中國梯田畫卷:遠處青山綠水,近處金黃稻田層次分明。封面左下方特別突出了一個棕色方塊,兩個稻穗上寫著三個英文詞:水稻基因圖。
翻開雜志,一篇長達14頁的論文尤其引人注目———《水稻(秈稻)基因組的工作框架序列圖》。這是由中國北京、杭州華大基因研究中心暨中國科學院基因組信息學中心、中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國雜交水稻研發中心以及美國華盛頓大學等12個單位合作完成的杰出成果。《科學》雜志社論評價說,水稻基因組框架圖的論文是該領域“*重要意義的里程碑性工作”,“永遠改變了我們對植物學的研究”,對“新世紀人類的健康與生存具有全球性的影響”。
當時,中國科研人員取得的成就已經在世界上引起轟動,現在,水稻基因破譯已經全部完成,在此次國際分工中,以中科院上海生命科學研究院國家基因研究中心為首的項目組負責第4號染色體精確測序任務,位于我國臺灣的“中央研究院”植物研究所則攬下了第5條。在上海和臺灣科學家的共同努力下,我國對國際水稻基因組計劃的貢獻率達20%,被輿論譽為“寫下了絢爛的中國卷”。
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