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上海酶聯生物研究所
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閱讀：192發布時間：2012-8-1
鹽芥是十字花科鹽芥屬的一種鹽生植物，與雙子葉植物研究中所常用的模式植物擬南芥親緣關系較近。鹽芥具有作為模式植物的一系列良好特征，如個體較小、生活周期短、自花授粉、種子量大、基因組較小，而且易于轉化。zui重要的是，鹽芥具有對高鹽、干旱和低溫等非生物脅迫*的耐受能力，使得鹽芥成為研究植物耐受非生物脅迫逆境機理的理想材料。
*遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室的謝旗研究員研究組、王秀杰研究員研究組、陳受宜研究員研究組、儲成才研究員研究組和深圳華大基因基因研究院王俊研究員、美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Han Bohnert教授以及美國普渡大學朱健康教授所領導的研究團隊密切合作，成功解析了鹽芥的全基因組序列，并找到了一些鹽芥耐受環境機制的一些線索。研究人員突破性地利用一種層級拼接方法對Illumina GA II測序技術所得到的短序列進行了成功的拼裝，將其中80%的序列整合到鹽芥的7條染色體上。進化分析顯示，鹽芥和擬南芥大約分化于700萬到1200萬年之前。分化后的鹽芥基因組獲得了大量的轉座子序列，約占其全基因組序列的52%，這一比例是擬南芥的4倍。結合基因結構、序列同源性及表達信息等數據，研究組預測到鹽芥基因組存在編碼蛋白基因28,457個，其中大部分基因都與擬南芥具有一定的同源性。更細致的分析發現，與擬南芥相比鹽芥存在更多的“應激響應”基因，這些基因通過大片段基因加倍和基因串聯加倍兩種基因加倍事件而得到加倍。進一步的比較基因組學和實驗分析顯示，更多的葉表面蠟質、更強的離子轉運和更快的ABA響應等過程使得鹽芥具有更好的高鹽耐受性。
該研究在線發表于7月9日的《美國*院刊》（PNAS, July 9, 2012, doi:10.1073/pnas.1209954109）上。王秀杰課題組的吳華君博士和謝旗課題組的張鐘徽博士等七位研究人員為該論文的共同*作者。該項研究得到了國家自然科學基金、國家基礎研究項目、973計劃和植物基因組國家重點實驗室等經費資助。
作為理想的研究植物抗鹽機理的模式生物，鹽芥全基因組序列的完成將大大加快科學家在植物耐受非生物脅迫響應分子機制上的研究進程，同時，對鹽芥耐鹽分子機理的深入了解，為開展重要農作物的分子設計改良、提高植物耐受非生物脅迫能力以及對我國沿海灘涂和西部邊際土地的開發利用，保障國家糧食安全均具有重要的現實意義。
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