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中外学者Nature子刊解码猕猴桃基因组
点击次数：976 发布时间：2013-10-25
来自中国和美国的植物科学家们组成的一个研究小组，在一项新研究中解码了猕猴桃（kiwifruit）的DNA序列，推断出这种水果的39,040种基因与包括土豆和西红柿在内的其他植物物种之间存在许多的遗传相似性。这项研究还揭示了数百万年前猕猴桃基因组中发生的两次重大进化事件。研究结果发表在10月18日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。
合肥工业大学生物与食品工程学院的刘永胜（Yongsheng Liu）教授，美国康奈尔大学费章君（Zhangjun Fei）博士以及北京百迈客生物科技有限公司的郑洪坤（Hongkun Zheng）是这篇论文的共同通讯作者。
费章君说：“猕猴桃是一种重要的经济和营养水果作物。由于它的*含量*，且具有均衡的矿物质、膳食纤维和其他有益健康的物质成分，长期以来被称作为‘水果*’ 。这一基因组序列将成为猕猴桃研究的一个宝贵资源，并有可能推动育种计划，改良水果品质及抗病性。”
猕猴桃起源于中国西南部的山区，其大概可能是在20世纪初传播到*。当时新西兰的农民发现了这种水果，并开始将其作为一种商业作物进行育种。像葡萄一样，它是一种生长在木本蔓生植物上的浆果，被归类于杜鹃花目。诸如蓝莓、茶树和巴西坚果等也属于杜鹃花目。
当科学家们观察到猕猴桃DNA内存在高比例的相似性时，获得了一项引人注目的研究发现。数据显示大约在2700万和8000万年前细胞分裂过程中发生了两次不同寻常的灾祸，在全基因组复制多出一套额外的完整基因组导致广泛的基因扩增之后，又发生了广泛的基因缺失。
费章君说：“猕猴桃基因组经历了两次近代全基因组复制事件。”
在基因复制过程中，额外的基因可发生突变，执行以往不存在于猕猴桃中的全新功能。这一称之为远古六倍化（hexaploidization）的过程，对于植物没有不良影响，就猕猴桃而言，它还是极其有益的。
“复制导致了参与调控重要猕猴桃特征，例如水果*、类黄酮和类胡萝卜素代谢的基因家族成员增加，”费章君说。
科学家们对在中国广泛种植的一种品种：红阳猕猴桃（Hongyang）进行测序，生成了这一序列草图。他们将猕猴桃与其他的代表性植物物种，包括西红柿、水稻、葡萄和拟南芥的基因组进行了比对，揭示出大约8000种基因共同存在于所有5个物种中。比对结果揭示了一些重要的进化关系，包括与水果生长、成熟、营养物代谢和抗病性相关的发育基因。
在此项研究之前，已有针对猕猴桃*、类黄酮和胡萝卜素代谢累积的广泛研究报道，但却从未获得过对育种和改良至关重要的基因组序列数据。
费章君说：“这一猕猴桃基因组序列代表了杜鹃花目的*成员，因而为比较基因组学和进化研究提供了一个宝贵的资源。我们期望能够继续生成来自其他猕猴桃品种的基因组序列，调查猕猴桃的遗传多样性，阐明重要生物学过程的调控网络。”