2月24日,，國(guó)際著名雜志Nature Genetics雜志在線發(fā)表了由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,、中國(guó)科學(xué)院上海生科院植生生態(tài)所國(guó)家基因研究中心和國(guó)際竹藤中心等合作完成的“毛竹全基因序列框架圖”的論文。該研究填補(bǔ)了世界竹類基因組學(xué)研究空白,，也標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家成功破譯了毛竹基因組“密碼”,，該成果對(duì)包括竹類植物的禾本科物種分化,、毛竹改良,、解析毛竹遺傳信息,，以及對(duì)培育竹資源、發(fā)展竹產(chǎn)業(yè)和繁榮竹文化等都具有重要意義,。
竹子是最早被人類開發(fā)和利用的非木質(zhì)型自然資源,，僅次于傳統(tǒng)木材的林業(yè)資源。中國(guó)竹類植物有500余種,，竹林面積,、竹材產(chǎn)量、工業(yè)化利用的規(guī)模和水平均居世界之首,。其中,，毛竹是具有最高生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的禾本科竹亞科植物，面積達(dá)386萬公頃,，占所有竹類植物面積的72%,。
與基因組測(cè)序和相應(yīng)基因組學(xué)研究迅速發(fā)展的玉米、水稻等禾本科植物相比,，雖然,，竹類植物（尤其是毛竹）的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常重要，生物學(xué)特點(diǎn)特殊,，但其生物學(xué)研究還非常薄弱,。該研究采用第二代高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)毛竹進(jìn)行全基因組隨機(jī)測(cè)序,，獲得了相當(dāng)于毛竹基因組150倍覆蓋率的原始序列,，組裝出覆蓋基因組95%以上區(qū)域的高質(zhì)量序列草圖。這是目前世界上完全使用第二代測(cè)序方法測(cè)定的,、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的高等植物基因組之一,。
同時(shí)，還對(duì)毛竹主要組織進(jìn)行了深度的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,，注釋出近32,000個(gè)高度可靠的毛竹基因,，約占毛竹基因總數(shù)的90%。由此建立的基因表達(dá)譜,，覆蓋了毛竹大部分的自然生長(zhǎng)階段,，其中包括了非常少見的毛竹開花時(shí)期的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，是今后基因功能研究的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),。
通過對(duì)毛竹基因組序列的詳盡分析,，第一次闡明了毛竹于5000萬年前從禾本科植物中分化出來，最后演變成現(xiàn)代二倍體毛竹的進(jìn)化歷史,；第一次從基因組的層面,，對(duì)包括快速生長(zhǎng)和開花調(diào)控在內(nèi)的毛竹特殊生理過程的形成和機(jī)理進(jìn)行了描述與解釋,。這都為毛竹及其他竹類作物的生物學(xué)研究奠定了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有巨大的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/ng.2569
PMC:
PMID:
The draft genome of the fast-growing non-timber forest species moso bamboo (Phyllostachys heterocycla)
Zhenhua Peng, Ying Lu, Lubin Li, Qiang Zhao, Qi Feng, Zhimin Gao, Hengyun Lu, Tao Hu, Na Yao, Kunyan Liu, Yan Li, Danlin Fan, Yunli Guo, Wenjun Li, Yiqi Lu, Qijun Weng, CongCong Zhou, Lei Zhang, Tao Huang, Yan Zhao, Chuanrang Zhu, Xinge Liu, Xuewen Yang, Tao Wang, Kun Miao et al.
Bamboo represents the only major lineage of grasses that is native to forests and is one of the most important non-timber forest products in the world. However, no species in the Bambusoideae subfamily has been sequenced. Here, we report a high-quality draft genome sequence of moso bamboo (P. heterocycla var. pubescens). The 2.05-Gb assembly covers 95% of the genomic region. Gene prediction modeling identified 31,987 genes, most of which are supported by cDNA and deep RNA sequencing data. Analyses of clustered gene families and gene collinearity show that bamboo underwent whole-genome duplication 7–12 million years ago. Identification of gene families that are key in cell wall biosynthesis suggests that the whole-genome duplication event generated more gene duplicates involved in bamboo shoot development. RNA sequencing analysis of bamboo flowering tissues suggests a potential connection between drought-responsive and flowering genes.
