华大科研成果入选2018年世界十大科技进展新闻 | 分享大家庭企业

日前，由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2018年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻在北京揭晓。其中，分享大家庭企业华大基因参与的小麦基因组图谱项目入选了“2018年世界十大科技进展新闻”。

 

 

历时13年，来自20个国家73个研究机构的200多名科学家终于绘制完成完整的小麦基因组图谱，于8月17日在国际顶级期刊Science在线刊发了论文“Shifting the limits in wheatresearch and breeding using a fully annotated reference genome”。这项“里程碑”工作为培育产量更高、营养更丰富、气候适应性更强的小麦品种奠定基础。华大基因作为合作机构之一，参与完成了其中染色体7B的BAC 测序与组装工作。

 

作为世界三大粮食之一的小麦，也是世界上栽培范围最广的作物，却由于自身基因组的特殊性和复杂性，基因组测序研究进展缓慢，制约了小麦功能基因组学与品种改良研究。唯有攻破测序难关，才有可能实现小麦在品种改良和育种上的进一步突破。针对小麦基因组第7号染色体高复杂的特性，华大的参与者闵久梦表示：“全基因组shortgun测序组装达不到很好的效果，因此就选用了BAC to BAC策略。首先对7BL和7BS构建总计16,444个BAC文库，然后对每个BAC进行测序，测序深度不低于50X。在组装过程中，我们首先对每个BAC进行单独组装，然后再放在一起进行拼接。”

 

小麦基因组图谱的发布能全面阐明小麦的生长、发育、抗病、抗逆和高产的分子机制及相关规律，可极大推动其遗传育种研究，带来育种新变革，可帮助培育出抗旱、抗病和高产优质的小麦品种。

 

 

回顾小麦基因组的研究历程：

 

2005年

美、法等国科学家发起并成立了国际小麦基因组测序联盟，组织全世界20多个小麦主要生产国的科学家协作开展小麦基因组测序。

2008年

国际小麦基因组测序联盟完成了普通小麦3B单条染色体的物理图谱构建，并于2014年完成了该染色体的测序及组装。

2012年

国际小麦基因组测序联盟最先发表小麦基因组。英国利物浦大学Neil Hall领导的研究小组利用454焦磷酸测序技术，对中国春的基因组进行了全基因组测序，相关研究于在Nature发表。

2017年

以英国为主的的研究小组利用精准大小的mate-pair文库和优化的组装算法，进一步提高了中国春基因组的组装质量和完整性，组装出来的基因组大约占完整中国春基因组的78%，相关研究成果发表于Genome Research。

2017年

美国约翰霍普金斯大学Steven L Salzberg领导的研究小组利用二代和三代测序技术，分别得到约65 x和36 x的测序数据，组装出来大约15.34Gb的物理图谱，约占中国春全基因组的90%，这是目前为止最完整的中国春参考图谱（Triticum 3.0），相关成果发表于GigaScience。同样，得益于NRGene的组装技术，野生二粒小麦的物理图谱也于2017年在Science发表。

 

同时，我国科学家在麦类作物基因组研究方面也做出了很多突出贡献：

 

2013年

小麦A基因组和D基因组供体材料基因组草图完成。中科院遗传发育所与华大完成了小麦A的祖先种乌拉尔图小麦（Triticum urautu）的基因组草图，并在Nature上发表。

2013年

中国农科院作物科学研究所与华大合作，对小麦D基因组祖先种-粗山羊草的基因组进行了测序组装，成果发表于Nature。

2017年

UC Davis的罗明成老师基于2013年发表在PNAS上的物理图谱，在Nature上发表了小麦D基因组材料AL8/78的物理图谱。

2018年

经过5年的努力，在中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室、遗传发育所基因组分析平台、中国科学院种子创新研究院、华大等机构的共同合作与努力下，基于BAC-by-BAC策略，结合PicBio的三代测序技术、BioNano以及10X Genomics技术组装了乌拉尔图小麦的第二个版本的物理图谱（Tu2.0），成果发表于Nature。

 

中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻年度评选活动至今已举办了25次，由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，评选结果经广泛报道后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外科技发展的动态，对宣传、普及科学技术起到了积极作用。