据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,近日,中国科学家以我国特有家鸡品系“胡须鸡”为材料,在国际上率先绘制完成家鸡的全基因组完整图谱,实现了基因组图谱绘制技术在经济动物中的首次应用。
全基因组图谱部分内容(图片来源:西南大学)
(资料图片仅供参考)
绘制家鸡的全基因组完整图谱有多难?为什么要给鸡测基因组?未来,我们可能吃上由基因研究培育出来的鸡吗?
用中国特有的鸡做研究
2004年,国际团队已经合作绘制出了鸡基因组图谱草图。随后十几年里,鸡的基因组信息虽不断完善,但受限于测序技术,基因组图谱始终不够完整。这一次,西南大学生命科学学院教育部重点实验室徐洛浩教授课题组,鉴定了原先缺失的6条染色体,终于组装出了完整的家鸡基因组图谱。该研究成果已发表在《美国科学院院刊》,图谱信息也开放共享,提供给所有科学家,希望可以促进交流合作,共同创造有价值的研究。
研究团队此次使用的是“长读长”测序技术,这种新的测序技术,恰好能弥补之前的短板。鸡总共有39条染色体,大小各异。之前缺失的6条染色体都特别小,是点状染色体,使用之前的“短读长”测序技术难以覆盖。之前的测序技术需要将DNA打断成很小的片段,测序后再重新拼接成全基因组;此次采用的“长读长”测序技术则尽量不打断DNA,减少了后续的拼接过程。利用新的测序技术,研究团队揭开了这6条染色体的神秘面纱——这些染色体虽小,基因数量却不少,其中不少还是具有保守功能的基因。
惠阳胡须鸡,颌下有张开的胡须状髯羽
此次研究的胡须鸡,是中国特有的家鸡品系。胡须鸡是广东的地方品种,肉质鲜美,在当地颇受欢迎。徐洛浩教授表示,选择胡须鸡是一个巧合,但也有出于学术研究的考虑——鸡的驯化很可能是在中国发生的,因此测定家鸡的全基因组信息时,最好是以中国的品种作为代表。
育种进入分子时代
未来的家鸡育种,或许就用得上此次绘制的全基因组完整图谱。
育种在过去主要是通过杂交实现,但现在已经进入分子时代,基因组信息可以提供不同的育种思路。例如,可以将全基因组中的具体位点与具体的性状联系起来,在未来育种的时候,通过基因测序,精准且全面地选择出包含这些优良性状的个体,极大加快育种选择进程。不过,要实现从基因组图谱到育种的产学结合,还需要学界与业界进行更多合作。
家鸡养殖基地(图片来源:西南大学)
值得一提的是,此次公布的家鸡全基因组完整图谱,也是继去年人类基因组完成图公布以来,首个发表的脊椎动物基因组完成图。
目前,全球科学家正在为很多个物种绘制全基因组完整图谱,这些物种包括水稻、玉米、牛羊等重要经济物种。为什么是鸡首先被测出来,徐洛浩认为主要有两个原因:一方面,鸡本身的基因组相对简单,测序比较容易成功;另一方面,相关研究团队的研究起步较早,全基因组图谱绘制工作甚至略早于人类基因组图谱。在充足的准备之下,突破也来得更快。随着高通量测序的发展、计算存储能力的提升,未来将会有更多基因组完整图谱被绘制出来,更多难题将被攻克。
徐洛浩表示,未来研究团队希望能够收集更多的种质资源,并从中挖掘育种素材。除家鸡育种外,他们也将目光投向罗非鱼等物种身上。在分子时代,基因组信息定会给育种带来不一样的突破。
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