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,將對我國刺參産業發展産生重要推動作用。 

 

  该成果由中國科學院海洋研究所杨红生研究員团队和相建海研究員团队共同完成,在天津生物芯片技術公司的技術支撐下,突破了刺參複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複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,该数值优于国际迄今已发表的多数水产动物基因组图谱的指标。初步检测表明,功能基因区覆盖達95%以上。該項研究得到了國家科技部973 863计划,国家基金委,中國科學院和山东省科技厅、青岛市科技局的资助。 

 

  早在上世紀50年代,中國科學院海洋研究所科研人员就开展了海参的形态分类和经典生物学研究,查清了我国海参的分布和生物多样性特征,阐明了其分类学地位。仿刺参(又称刺参),属于棘皮动物门,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、排髒與再生、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年我国刺参养殖面积達21.5万公顷,总产量達19.4萬噸,産值近300億元,約占全國當年海水養殖産值的15% 

  

  十多年来,杨红生研究員等针对刺参的基础生物学、生态学和遗传育种应用开展了契而不舍的系统研究,取得了十分丰厚的科技成果,在理解刺参夏眠、再生和行为学上获得若干新认知,构建了刺参的遗传育种群体,培育了具有耐温高产、多刺和不同体色等性状的刺参新品系,并进行了示范应用和推广。 

 

  近兩年,針對我国刺参养殖业面临育苗变态困难、成活率低下、养殖病害严重、种质退化、品质欠佳等一系列问题,杨红生研究員团队与相建海研究員团队合作,共同开展刺参基因组学研究,通过刺参基因信息的全面破译,在特殊生命现象的剖析、重要经济性状的分子解析、基因资源挖掘与利用、物种进化等多个领域的开展深入研究。 

    全基因组序列的成功破译作爲對刺參認知創新的裏程碑,將爲刺參的繁殖發育、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,爲我國刺參産業健康可持續發展提供有力科技支撐。
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