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1997年1月6日,国家科委、中国科学院和上海市人民政府在上海联合召开新闻发布会,宣布中国科学家在世界上首次成功构建了完整的水稻基因组物理图谱。这是中国生命科学领域的又一重大突破。
经过近四年的努力,中国科学院国家遗传研究中心的研究人员利用水稻12条染色体的bac数据库,在世界上首次成功构建了高分辨率的水稻基因组全物理图谱。中国科学家在水稻基因组计划研究方面取得的这一成就,为揭示水稻遗传信息和作物育种的奥秘做出了巨大贡献。
1992年8月,国家科委宣布在中国实施“水稻基因组计划”,并在上海成立了中国科学院国家基因研究中心。当时,日本、美国、印度、韩国、菲律宾等国家都在做类似的研究。水稻基因组由12条染色体组成,总长度为4.3亿个核苷酸。水稻基因组研究计划包括三个内容:水稻基因组遗传图谱、物理图谱的构建和dna序列的测定。1994年,日本首次构建了水稻基因组的遗传图谱,这使得水稻基因组物理图谱的构建成为该领域的一个制高点。
面对起步晚、条件差的不利局面,研究者们克服了各种技术困难,找到了另一条捷径,最终完成了用“指纹锚”策略构建物理地图的构想。1996年6月,第一张高覆盖率(90%以上)和高分辨率的物理地图建成。
水稻基因组物理图谱是其他基因组dna测序的基础。利用物理图谱和遗传图谱提供的遗传信息,科学家可以通过定位克隆等技术有效地获得水稻育种研究所需的基因。因此,物理图谱在水稻基因组计划中起着举足轻重的作用。
链接1:水稻4号染色体的精确测序和分析
2002年11月21日,科技部、中国科学院和上海市人民政府在上海联合宣布,中国科学家完成了国际水稻基因组计划4号染色体的精确测序任务,并为国际水稻基因组计划的测序工作贡献了10%。这是迄今为止中国独立完成的最大的单染色体基因组测序,也表明中国有能力绘制大基因组测序的完成图,成为基因组研究的强国之一。
中国科学院国家遗传研究中心的研究人员在《自然》杂志上发表了一篇题为“水稻基因组4号染色体的序列和分析”的论文,宣布粳稻基因组4号染色体的全长序列是用克隆步进法精确测定的。拼接后的总长度为3500万个碱基对,准确率为99.99%,覆盖了98%的染色体全长序列(只剩下7个小的)。同时,中国科学家还分析了水稻4号染色体的结构和功能,并确定了水稻的另一个亚种——籼稻广陆矮4号染色体的序列。
国际水稻基因组测序项目启动于1998年,是继人类基因组计划之后的又一重大国际合作项目,也是新中国成立以来生物领域投入最多的科研项目之一。中国、日本、美国、法国等10个国家和地区共同发起并承担了这项巨大的科研任务,中国科学院国家遗传研究中心承担了水稻(粳稻)4号染色体的测序任务。
水稻是最重要的粮食作物之一,也是世界一半以上人口的主要口粮。水稻作为禾本科基因组研究的模式作物,意义重大。通过对水稻基因组4号染色体的序列分析和未来功能基因组的研究,可以获得大量的水稻遗传信息和功能基因,为选育高产、优质、抗病虫害和抗逆的水稻新品种奠定了良好的基础。同时,测序结果有助于了解小麦、玉米等其他重要粮食作物的基因组信息,从而促进整个作物基因组的研究。
描述:“水稻基因组4号染色体的序列和分析”发表在2002年11月出版的《自然》杂志上