中国科学家拟完成旋花科所有植物全基因组测序

来源：智网新闻
2017-08-22

8月21日上午，来自中国科学院上海植物生理生态研究所和上海辰山植物园的科学家宣布，发起“旋花科植物基因组计划”，期望在未来5-10年内，测序旋花科所有已知的1608种植物的基因组。该计划发起人之一、上海辰山植物园的杨俊博士告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），在完成了人类基因组计划等项目后，测序技术飞速发展，科学界目前已拥有了成熟的技术，来实施“旋花科植物基因组计划”。

论文第一作者、上海辰山植物园杨俊博士。

同一天，杨俊作为第一作者，中国科学院上海植物生理生态研究所研究员张鹏作为通讯作者之一，在国际学术期刊《自然•植物》（Nature Plants）在线发表了关于旋花科植物红薯起源之谜的研究论文。该论文中关于多倍体复杂基因组的分析方法，为“旋花科植物基因组计划”扫清了一个障碍。

截至目前，人们一共完成了200多种植物的全基因组测序，但就整个植物界而言，还没有一个“科”（植物分类学概念）的植物被完全测序。

届时，旋花科或将成为植物界首个被完全测序的“科”。在“科”这一个尺度上，依据一整个“科”所有植物的基因组信息，科学家希望揭开植物生物多样性的更多秘密，并为农业育种等提供帮助。

旋花科不是植物界最大的一个科，但其多样性非常丰富。

21日上午，上海辰山植物园的杨俊博士表示，红薯、牵牛花、菟丝子、空心菜都是旋花科植物。它们分别是农作物、观赏植物、中草药、蔬菜。什么样的演化历程，让同一个科的植物，产生了这样丰富多彩的物种多样性？这是杨俊想回答的问题之一。

此外，旋花科中有多少植物具有水平基因转移（HGT，Horizontal Gene Transfer）现象？是天然的转基因植物？HGT又带给了这些植物什么基因，产生了什么影响？杨俊希望与全球科学家共同努力，利用“旋花科植物基因组计划”获得的基因组数据，来解开这些谜团，同时选育出更好的农作物。

他们碰到的第一个难题是如何收集到足够多旋花科的植物样本；然后另一个不可回避的问题是鉴定，“这是旋花科植物吗？”所以，他们需要植物分类学家们的帮助。目前，比利时根特大学、国际马铃薯中心、德国马普分子遗传所、英国牛津大学等地的多位科学家已经加入该计划。

论文通讯作者之一、中国科学院上海植物生理生态研究所研究员张鹏

1985年，美国科学家率先提出人类基因组计划（HGP），预计用15年时间，测出人体23对染色体的基因序列，总预算30亿美元。这一项目的实施，极大地提升了测序技术，测序成本不断降低。

1990年，人类基因组计划正式启动。2001年，人类基因组草图公布。2003年，这一测序计划圆满完成，92%的数据样本准确度超过99.99%。

2015年10月29日，中国、美国、德国的三位科学家在国际学术期刊《自然》（Nature）上撰文呼吁启动国际微生物组计划，呼吁集全球之力，分析人体表面和内部的微生物。上海交通大学生命科学技术学院教授赵立平是署名作者之一。

2016年5月13日，美国政府宣布启动“国家微生物组计划”，称将陆续投入超过5亿美元的启动资金，支持跨学科研究，在微生物中寻找人类健康等问题的答案。

中国科学家建立的世界首个甘薯基因组数据库，开放使用，发布了全球首个栽培红薯全基因组测序结果。

目前，上海辰山植物园、德国马普分子遗传所和中国科学院植物生理生态所已经主导完成了对旋花科植物红薯“泰中 6 号 ”（Ipomoea batatas cv. Taizhong6）品种的全基因组解析,其测序结果已于2016 年对外发布，这是全球第一个栽培红薯的全基因组测序结果，也是目前唯一可用于转录组分析的甘薯参考基因组。

杨俊表示，研究人员已经建立了 “甘薯基因组数据库”网站，公布该测序结果，供全球同行使用。该网站的服务器有两个，一个位于中国华北地区，一个位于德国。