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国际水稻基因组计划取得重大进展
中国科学家独立完成第四号染色体精确测序

   本报讯(记者陈卫东)国家科技部、中国科学院、上海市人民政府11月21日在沪联合宣布,中国大陆科学家完成了所承担的国际水稻基因组计划第四号染色体精确测序任务,对国际水稻基因组计划测序工作的贡献率达10%。这是我国迄今为止完成的最大的基因组单条染色体的精确测序,研究论文发表在同日出版的《自然》杂志上,这标志着我国在大基因组测序方面已经具备构建完成图的绘制能力,成为基因组学研究强国之一。

  国际水稻基因组测序计划启动于1998年,中国、日本、美国、法国等11个国家和地区承担科研任务。这是继人类基因组计划后的又一重大国际合作的基因组研究项目,各成员单位根据各自国家支持情况按染色体或部分区段划分,分别承担一定的测序任务,协同完成水稻全部基因组的精确测序,最终序列的误差率要求低于万分之一。中国大陆承担的是第四号染色体的测序任务,由中国科学院国家基因研究中心负责,国家人类基因组南方研究中心、中国科学院遗传与发育生物学研究所、扬州大学等参与了合作研究。

  测序专家工作组组长、中科院国家基因研究中心韩斌博士等研究人员,采用克隆步移法完成了对水稻粳稻基因组第四号染色体全长序列的精确测定。拼接后总长为3500万碱基对,精确度为99.99%,覆盖染色体全长序列98%,达到了国际公认的基因组测序完成图的标准。

  中国科学家在完成测定的同时,还对水稻四号染色体进行了结构和功能分析,共鉴定了4658个基因,并注释在染色体的准确位置上,为进一步鉴定这些基因的功能奠定了基础;完整地测定了水稻4号染色体的着丝粒的序列,这是迄今首次完成的高等植物乃至整个高等生物的染色体着丝粒序列,为研究着丝粒的功能、染色体的稳定性和染色体的复制提供了必要的结构基础,也为开发可转化的“人工水稻或植物染色体”提供了基础;发现并鉴定了一些重复序列在染色体上的特异分布规律及与基因的位置关系;鉴定了4号染色体上基因簇的分布及预测了基因与基因之间潜在的协同关系。

  此外,他们还对水稻的另一个亚种籼稻广陆矮四号染色体序列进行了测定,首次通过对两个品种连续长度达230万个 DNA碱基对相应序列的同源比较,报道了水稻两个主要栽培稻(籼、粳亚种)间在基因组成、顺序及 DNA序列水平上的一些异同,揭示了栽培稻之间的一些亲缘和进化关系。

  据韩斌博士介绍,国际水稻基因组计划四号染色体的测序,从2001年4月加快了步伐,首先完成了精细物理图,然后根据物理图采用克隆步移法大规模测序,绘制基因组完成图。今年初,他们与日本同行一起,率先完成了水稻单条染色体的测序工作,并同时向英国《自然》期刊投递了论文。

  这次《自然》杂志同时发表中国科学家完成的第四号染色体精确测序和日本科学家完成的第一号染色体精确测序的结果,对国际基因组研究计划起到了巨大的带动作用。《自然》审稿人称:水稻四号染色体测序的论文“和 Sasaki博士等人完成的水稻一号染色体完整序列的文章,是紧接着水稻基因组草图完成后水稻基因组测序项目里程碑性的事件”。由于国际基因组测序计划从一开始就坚持全部、公开和无限制将测序数据及时递交到公共数据库,这本身就是对科学的很大贡献。

  

  

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