我國科學家國際首次完成仿刺參基因組測序和組裝

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時間:2015-07-16  來源:文本大小:【 |  | 】  【打印

  日前,我國科學家國際上首次完成仿刺參基因組測序和組裝,對刺參生物學和遺傳育種研究具有重要科學意義,將對我國刺參產業發展產生重要推動作用。 

 

  該成果由中國科學院海洋研究所楊紅生研究員團隊和相建海研究員團隊共同完成,在天津生物芯片技術公司的技術支撐下,突破了刺參復雜基因組測序和組裝技術瓶頸,采用新一代測序技術獲得132Gb高質量DNA序列數據,覆蓋全基因組160倍。科研人員利用針對高復雜度基因組組裝的創新策略,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 N50112Kb,該數值優于國際迄今已發表的多數水產動物基因組圖譜的指標。初步檢測表明,功能基因區覆蓋達95%以上。該項研究得到了國家科技部973 863計劃,國家基金委,中國科學院和山東省科技廳、青島市科技局的資助。 

 

  早在上世紀50年代,中國科學院海洋研究所科研人員就開展了海參的形態分類和經典生物學研究,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、自溶等生物學現象,使其具有重要的科學研究價值。同時,刺參也是我國現有20種可食用的海參中品質最好、經濟價值最高的種類,2013年我國刺參養殖面積達21.5萬公頃,總產量達19.4萬噸,產值近300億元,約占全國當年海水養殖產值的15% 

  

  十多年來,楊紅生研究員等針對刺參的基礎生物學、生態學和遺傳育種應用開展了契而不舍的系統研究,取得了十分豐厚的科技成果,在理解刺參夏眠、再生和行為學上獲得若干新認知,構建了刺參的遺傳育種群體,培育了具有耐溫高產、多刺和不同體色等性狀的刺參新品系,并進行了示范應用和推廣。 

 

  近兩年,針對我國刺參養殖業面臨育苗變態困難、成活率低下、養殖病害嚴重、種質退化、品質欠佳等一系列問題,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研究,通過刺參基因信息的全面破譯,在特殊生命現象的剖析、重要經濟性狀的分子解析、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新的里程碑,將為刺參的繁殖發育、免疫調控、營養代謝、遺傳解析提供重要理論支撐,有力推動刺參重要經濟性狀解析、分子標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、自溶等特殊生命現象的機理機制等相關研究,為我國刺參產業健康可持續發展提供有力科技支撐。
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