作為基因組測(cè)序領(lǐng)域的*，近期深圳華大基因研究院與中科院系統(tǒng)，以及韓國(guó)，美國(guó)等處的科學(xué)家合作，發(fā)表了題為“Insights into salt tolerance from the genome of Thellungiella salsuginea（《小鹽芥基因組研究揭示其耐逆奧妙》）”的文章，完成了小鹽芥（Thellungiella salsuginea）全基因組測(cè)序，相關(guān)成果公布在《美國(guó)國(guó)家*院刊》（PNAS）雜志上。

文章的通訊作者包括華大基因王俊研究員，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗、王秀杰、陳受宜、儲(chǔ)成才研究員，還有美國(guó)普渡大學(xué)朱健康教授。其他研究人員包括華大研究院總監(jiān)王軍一，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的Han Bohnert教授等。
鹽對(duì)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量性狀具有重要影響。據(jù)估計(jì)，有1/3的灌溉地的鹽度不適合農(nóng)作物的生長(zhǎng)，這篇文章聚焦的小鹽芥是典型的鹽土植物，具有耐寒、耐旱、耐氧化及耐鹽等特點(diǎn)。其植株小，生長(zhǎng)周期短，種子數(shù)量多，基因組小（260 Mb）且易于進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，使其成為一種重要的研究植物抗逆性的模式植物。

研究人員利用新一代測(cè)序技術(shù)對(duì)山東生態(tài)型小鹽芥進(jìn)行了全基因組測(cè)序,測(cè)序覆蓋率達(dá)134倍，zui后組裝獲得的小鹽芥全基因組序列長(zhǎng)度為233.7 Mb，覆蓋了約90%的全基因組序列。對(duì)序列進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到28,457個(gè)蛋白編碼區(qū)。研究人員發(fā)現(xiàn)，小鹽芥外顯子的平均長(zhǎng)度與擬南芥的相似，但是小鹽芥的內(nèi)含子長(zhǎng)度大約比擬南芥的大30%。
 

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除此之外，研究人員還通過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，與擬南芥相比鹽芥存在更多的“應(yīng)激響應(yīng)”基因，這些基因通過(guò)大片段基因加倍和基因串聯(lián)加倍兩種基因加倍事件而得到加倍。通過(guò)比較基因組學(xué)和定量表達(dá)分析顯示，更多的葉表面蠟質(zhì)、更強(qiáng)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)和更快的ABA響應(yīng)等過(guò)程使得鹽芥具有更好的高鹽耐受性。
值得關(guān)注的是，這項(xiàng)研究突破性地利用一種層級(jí)拼接方法對(duì)普遍使用的Illumina GA II技術(shù)所得到的短序列，進(jìn)行了成功的拼裝，獲得了234Mb的scaffold（框架）序列，并將其中80%的序列整合到小鹽芥的7條染色體上。由此研究人員推測(cè)，小鹽芥基因組存在編碼蛋白基因28457個(gè)，其中大部分基因都與擬南芥具有一定的同源性。
另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)小鹽芥基因組攜帶的轉(zhuǎn)座子元件（transposable elements,TEs）比擬南芥的多，這可能是小鹽芥基因組比擬南芥的大的原因，與其它高等植物一樣，小鹽芥基因組富含長(zhǎng)末端重復(fù)反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（LTR retrotransposons）。
這些研究除了發(fā)現(xiàn)了一些與耐鹽性相關(guān)的基因，如陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移相關(guān)基因、脫落酸信號(hào)相關(guān)基因及臘產(chǎn)生相關(guān)基因，而且還通過(guò)比較基因組學(xué)分析，進(jìn)一步確定了這些基因的進(jìn)化歷程，為農(nóng)作物的分子設(shè)計(jì)改良，提高植物耐受非生物脅迫能力提供了重要信息。

來(lái)源：生物通