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“牡丹基因组被首次破译”续：测序由多台超级计算机“联手”完成

花匠小妙招
2024-11-24 03:40

　　工作人员采集样本

　　洛阳牡丹基因组发布最新研究成果——牡丹基因组在世界范围内被首次破译！昨日，本报刊登这一喜讯，受到不少市民关注。（>>>新闻回放）

　　历时近三年方才破译的牡丹“生命密码”，到底有多复杂？牡丹基因组被成功破译后，对我市牡丹产业发展有何重大意义？带着大家关心的这些问题，《洛阳晚报》记者昨日采访了相关牡丹基因研究专家。

　　数据：牡丹基因组极其复杂，其中的基因重复率达88%

　　我国是牡丹发源地，牡丹经过数千年自然生长和1500多年的人工栽培，孕育了牡丹纷繁的基因组。

　　牡丹基因组究竟有多复杂呢？

　　深圳华大农业应用研究所所长董扬通过数据对比，为我们揭晓答案——

　　牡丹基因组达12.5GB，约是人类基因组的4.5倍；牡丹基因组中的基因重复率达88%，而其他生物的基因重复率为30%至64%，这为想通过基因探寻牡丹个体间差异带来极大挑战。

　　过程：采用第三代测序技术，两地超级计算机“联手”完成

　　2014年12月，我市与深圳华大基因研究院签署协议，共同进行牡丹基因组研究。

　　其实，早在2004年，我市就已着手牡丹基因组研究前期准备工作。

　　洛阳农林科学院、洛阳市牡丹研究院、国家牡丹园等单位，连续十年从国内外收集各类牡丹品种，最终收录了1016个牡丹品种、130份后代材料。丰富的牡丹品种资料，为后期牡丹基因组测序提供了保障。

　　同时，牡丹基因组研究采用了世界最先进的第三代测序技术，并由北京、武汉两地多台超级计算机“联手”完成基因组组装工作。此次，破译的牡丹基因组完成度达98%，首次注释了65898个牡丹基因。

　　亮点：制作牡丹基因“身份证”，洛阳牡丹将实现产地可追溯

　　“牡丹源自洛阳”，有了基因证明——这是洛阳牡丹基因组科研人员在研究过程中的意外收获。

　　董扬表示，科研人员通过研究结果绘出牡丹各类性状，制作了牡丹基因“身份证”。“今后，无论我们的洛阳牡丹新品种传播到世界哪个地方，都可以通过基因追溯到它们的‘父本’和‘母本’，以及它们的‘出生地’。”董扬说。

　　影响：基因控制牡丹“容貌”，实现牡丹栽培“定制化”

　　“牡丹基因组被破译，对我市牡丹产业发展有诸多积极作用。”洛阳农林科学院生物所所长吕树作说，“加快牡丹新品种培育步伐就是其中之一。”

　　吕树作表示，目前，我市已获取花型、花色等牡丹“容貌”控制基因。以牡丹叶片形状和叶色为例，他们已经通过研究，将其控制基因分别定位到1号染色体和2号染色体。今后，洛阳人有望通过基因控制牡丹开花“容貌”、开花早晚等，从而缩短牡丹育种周期，实现我市牡丹栽培“定制化”。

　　一粒牡丹种子会开出哪种“容貌”的牡丹花？

　　在传统牡丹栽培过程中，这个问题的答案往往要到牡丹开花时才能揭晓。因为每一粒牡丹种子开出的花朵都会略有差异。“牡丹基因组被成功破译后，我们就可以在牡丹还是种子的时候，通过基因判断其开花效果，从而进行筛选，保留花色艳丽、花型饱满等优良品种，优化现有洛阳牡丹品种，提升其开花品质。”吕树作说。（洛阳晚报记者李雨璐实习生徐玉婷/文记者杜卿/图）