中国学者PNAS同期发表水稻基因组测序、致病真菌最新成果

摘要 : 来自中科院昆明植物学研究所,以及上海生命科学研究院植物生理与生态研究所的两个研究小组分别在本期《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上发表了水稻基因组测序,以及致病真菌的最新研究成果。

来自中科院昆明植物学研究所,以及上海生命科学研究院植物生理与生态研究所的两个研究小组分别在本期《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上发表了水稻基因组测序,以及致病真菌的最新研究成果。

在第一篇文章中,昆明植物学研究所的高立志研究组通过对与亚洲水稻(Oryza sativa)具有亲缘关系的5种野草物种进行基因组测序,揭示了帮助这些物种适应不同环境的基因。

亚洲水稻是世界上最古老和最重要的农作物之一,供养着超过三分之一的世界人口,在我国及周边很多亚洲国家,水稻是关乎国家民生大计的重要命脉。

早在1998年“国际水稻基因组测序计划”开始实施的时候,我国就与其它10个国家和地区参与了这项计划,并公布了相关成果。研究论文获得了覆盖整个水稻基因组92%的草图,草图显示籼稻基因组共包含4.66亿个碱基对,基因数目在4.6万至5.6万之间。研究人员还发现,籼稻基因组有约70%以上的基因出现重复现象。这也是迄今为止我国论文累计被引用最多的文章。

在最新这篇文章中,研究人员分析了五种野生稻的基因组序列,找到了适应不同环境的基因,特别是与繁殖和防御有关的基因,这有助于改善水稻栽培。

另外一篇文章中,来自植物生理与生态研究所的研究人员解析了致病真菌的物种形成,及宿主适应性的基因轨迹。领导这一研究的是植物生理与生态研究所的王成树研究员,其2006年应聘为中国科学院植物生理生态研究所“百人计划”课题组长,主要从事昆虫分子病理学和真菌分子生物学的研究。

通过对动物致病真菌的研究发现,在这篇文章中,王成树研究组发现有中间宿主范围的物种可能代表了专门化与一般化物种之间的过渡物种,而一般化物种的进化可能伴随着蛋白质族的扩张、失去基因组防御机制,以及水平基因转移,而专门适于一小批宿主的物种表现出了保持有性繁殖以及现有蛋白质的快速进化。

这些动植物研究新发现都将有助于我们更进一步了解生物机体作用机制。

原文标题:

Rapid diversification of five Oryza AA genomes associated with rice adaptation

Trajectory and genomic determinants of fungal-pathogen speciation and host adaptation

作者简介:

高立志

研究领域:

植物基因组学,生物信息学,进化生物学,作物遗传育种。

1)比较功能基因组学(Comparative and Functional Genomics)、蛋白组学(Proteomics)和群体基因组学(Population Genomics)

◎ 禾本科(稻属)和山茶科植物(山茶属:茶树、油茶和茶花)中重要农艺性状

形成、重要天然产物生物合成的基因组学基础和新基因发掘

◎ 禾本科和山茶属植物基因组的起源、变异、结构、功能与进化

◎ 水稻近交代换系的构建及重要驯化相关基因的克隆、功能鉴定与利用研究

2)进化基因组学(Evolutionary Genomics)与系统发育基因组学(Phylogenomics)

◎ 用理论群体遗传学和谱系地理学方法研究水稻和茶树等重要经济植物的起源、驯化、基因组的人工选择及其野生近缘植物的群体进化历史

◎ 近缘植物基因组之间的基因组渗入(genomic introgression)及其进化后果

◎ 植物多倍体的人工合成、表达与功能分化的基因组学基础及其进化机制

◎ 重要植物类群的系统发育基因组学

3)生物信息学(Bioinformatics)、分子进化(Molecular Evolution)与系统生物学(Systems Biology)

◎ 基因组大小(genome size)的变异、适应与进化

◎ 转座子的变异、进化及其对基因表达与功能的影响

◎ 基因重复 (gene duplication)(包括全基因组重复)后重复基因(duplicated gene)的命运、进化机制及基因组进化

◎ microRNA 的起源及其在基因组调控、表达网络中的适应性进化机制

4)生态基因组学 (Ecological Genomics)

◎ 在基因组、转录组、代谢组和蛋白组等水平上,研究包括青藏高原在内的中国西南地区不同特殊生境下与环境变化相关基因的生态适应与进化

5) 野生稻和野生茶树的保护与种质基因组学(Conservation and Germplasm Genomics)

王成树

简历:

1989.9–1993.7 安徽农业大学植保系, 学士. 1993.9–1996.7 安徽农业大学林学系, 硕士. 1998.9–2001.7 中国农业大学微生物系, 博士. 1999.8–2000.9 英国University of Wales Swansea访问学者. 2001.7-2003.12 英国University of Wales Swansea 博士后研究. 2004.1-2006.8 美国University of Maryland 博士后研究. 2006.9- 应聘为中国科学院植物生理生态研究所“百人计划”课题组长,研究员。 研究方向:昆虫分子病理学;真菌分子生物学 研究工作:1. 昆虫病原真菌致病基因功能研究:主要以金龟子绿僵菌和球孢子白僵菌为对象,克隆、鉴定并分析虫生真菌在昆虫体表入侵及体内定殖阶段涉及附着胞形成、体壁穿透及抵抗昆虫宿主免疫相关的基因种类及功能;2. 真菌-昆虫相互作用的分子机制:以激光微切割、高通量测序及基因芯片等技术研究虫生真菌与模式昆虫(家蚕或果蝇)相互作用时病原-宿主的基因表达特征,探索潜在的基因-基因作用模式;3. 丝状真菌菌种退化、衰老的分子机理:结合以模式丝状真菌构巢曲霉为对象,从转录组、蛋白组及基因功能研究等水平分析虫生真菌角变化、产孢或虫草子实体产生能力下降或丧失的分子机理;4. 虫草菌发育生物学及活性成份代谢途径:以蛹虫草为对象研究子实体发育的分子调控机理及活性成份代谢合成途径等。获奖情况:2005年度安徽省科技一等奖 (排名第四)。2008年度安徽省科技一等奖 (排名第六)。

作者:网络

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