[科技日報]西紅柿基因組測序終于圓滿完成
西紅柿是人們最常用的食物之一,2010年全球西紅柿產量超過1.45億噸,意大利人平均每年要吃16.5千克西紅柿,美國人吃得更多。但西紅柿基因測序也是一項具有挑戰性的工作。植物基因組通常比動物基因組更大和更加復雜,測序難度也更高。西紅柿有12條染色體,約3.5萬個基因。西紅柿基因組有約900兆堿基,比人類的四分之一稍多。
跨國研究團隊組成的“西紅柿基因組聯盟”從2003年開始進行西紅柿基因測序,但一直到2008年仍進展緩慢,研究人員轉而采用新的全基因組鳥槍測序法,這種方法把大的DNA片斷拆開測序,然后再進行組裝。研究人員對人工培育西紅柿“亨氏1760”進行了精確測序,對它的近親野生的“醋栗西紅柿”的基因進行了大致測序,并對比了兩者的基因序列,同時也把它們的基因同去年完成測序的土豆基因進行了對比。
研究發現,“亨氏1760”和“醋栗西紅柿”的基因之間只有0.6%的差別,而它們和土豆之間有8%的基因差別。研究還發現西紅柿進化中經過兩次基因組突然擴大現象:一次出現在1.3億年前,基因變化在葡萄中留下痕跡;一次發生在6000萬年前,這次基因變化給西紅柿的進化帶來了顯著影響,變化產生的基因在西紅柿基因組中蟄伏幾千萬年后開始發揮作用。
《自然》雜志認為,西紅柿基因組測序有三個重要意義。首先,它能幫助科學家了解西紅柿甚至自然界的植物之間為什么會有巨大差別。西紅柿屬于茄科植物,而茄科植物屬種廣泛,從土豆到青椒有1000多種,比較它們的基因序列有助科學家了解它們的進化過程。第二,西紅柿基因測序可以讓科學家了解更多的植物生長基本機制,比如是什么基因使西紅柿變紅,人們喜歡紅西紅柿,但自然界植物中甚至在西紅柿中紅色并不常見。第三,了解西紅柿基因組可以幫助科學家改進西紅柿質量。比如不用轉基因技術就改變西紅柿的味道、儲藏時間、抗病蟲害性能等。
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