Nature破解甜菜基因組秘密

　　由德國比勒費爾德大學、西班牙基因組調控中心(CRG)、馬克思普朗克分子遺傳學研究所(MPIMG)等機構的研究人員組成的一個國際研究小組，第一次測序并分析了甜菜的甜味基因，并闡明了人工選擇塑造這一基因組的機制。研究結果發表在12月18日的《自然》(Nature)雜志上。

　　如松餅、面包或番茄醬一類的食品共同點是什么?答案就是，它們都具有不同含量的精制白糖。而令人驚訝之處或許是，這種糖有可能源自于與菠菜或糖萵苣(chard)非常相似、但卻更加甜美的一種植物：甜菜(sugar beet)。事實上，根據聯合國糧農組織(FAO)的統計，這種植物生成的糖產量幾乎占據了世界年度糖產量的30%。在過去的200年里，由于它所具有的強大的甜味劑特性，甜菜成為了世界各地種植的一種農作物。

　　甜菜是稱之為石竹目(Caryophyllale)的一組開花植物中第一個完成基因組測序的代表性物種。石竹目由11,500個物種構成，包括有如菠菜、藜麥等其他一些重要的經濟植物，以及諸如一些食肉植物或荒漠植物等具有有趣生物習性的植物。研究人員在甜菜基因組中發現了27,421個蛋白質編碼基因，多于人類基因組中的蛋白質編碼基因。比勒費爾德大學項目負責人Bernd Weisshaar說：“相比于已知基因組的所有其他開花植物，甜菜具有較少數量的轉錄因子編碼基因。”研究人員推測，甜菜有可能包含了一些迄今為止未知的、與轉錄控制相關的基因，且甜菜中的基因互作網絡或許以不同于其他物種的方式進化。”

　　目前許多針對性分析新型基因組的測序計劃，也描述記錄了目的物種中的遺傳變異。該研究的領導者Heinz Himmelbauer說：“通常是通過高通量測序技術生成序列讀值，然后將這些讀值與參考基因組進行比對鑒別差異來做到這一點。”當前的研究進一步生成了來自其他4個甜菜品系的基因組組裝序列。這使得研究人員獲得了更好地甜菜種內變異圖譜。總的來說，在整個基因組中發現了700萬個變異。然而，作者們發現變異并非均勻分布：一些區域具有高遺傳變異，而一些區域具有極低的遺傳變異，反映出了兩個小種群構建出了這一作物，以及人工選擇塑造出了這種植物的基因組。

　　有了研究人員生成的這一甜菜基因組序列以及相關資源，未來的研究預計將進一步對自然和人工選擇、基因調控和基因-環境相互作用進行分子解析，采取生物技術方法培育出滿足生成糖類和其他自然物質等不同用途的作物。作者們稱：“由于它的分類位置，甜菜將為未來的植物基因組研究奠定重要的基石。”