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Manbetx万博体育投注大鹏或成农业基因组研究高地

文章来源:Manbetx万博体育投注    时间:2017-11-21

  

  “Manbetx万博体育投注我们希望利用这项发现培育一种理想的超级黄瓜,它的果实不苦,宜于食用,但叶片非常苦,有利于抗虫。而且叶片里的苦味物质我们将来可以提炼出来用于研发抗癌药物。”近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所再传捷报,11月28日出版的国际顶级学术期刊《Science》(《科学》)以封面长篇幅论文(Research Article)的形式,发表了由深圳农业基因组所副所长黄三文研究员领导完成的黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制研究。这项研究综合采用了基因组、变异组、转录组、分子生物学和生物化学等多种技术手段,解决了长期影响黄瓜生产的一个重大应用问题,是蔬菜基因组研究直接用于品种改良的优秀范例,也是该所取得的第三项重大科研成果。

  记者注意到,该所今年4月成立以来,借鉴国际先进模式改革科研体制,吸引一批科学家在大鹏新区聚集。而除了中国农业科学院深圳农业基因组研究所,华大基因等机构也为大鹏新区带来了一批农业基因组研究领域的优秀人才。有业内人士预计,随着国内外优秀人才的集聚,大鹏新区有望成为农业基因组研究高地。

  记者近日在设立于大鹏新区的深圳农业基因组研究所新闻发布会上获悉,黄三文团队历经5年,先后测序24000个黄瓜基因,逐个品尝了20亩黄瓜地中的3000株黄瓜的瓜叶、瓜藤、瓜果的味道,揭示了9个基因负责苦味物质生物合成的代谢路径,同时发现这9个基因由两个“主开关”基因(Bl和Bt)直接控制。该研究发现,通过精确调节果实和叶片中Bt和Bl的表达模式,可以实现黄瓜果实不苦,保证黄瓜的商品品质;同时提高叶片中的葫芦素含量,用于抵御害虫的侵害,减少农药的使用。育种专家们正在利用这个分子育种方案培育新型黄瓜品种。

  “而黄瓜叶片中所含的苦味物质葫芦素既是植物抵抗病虫害的化学武器,也是天然药物开发的‘富矿’。”黄三文说,苦味物质葫芦素具有很好的药用价值,现代医学研究还发现,葫芦素能够显著抑制癌细胞的生长。次生代谢产物合成基因以成簇的形式广泛分布在植物基因组中,但它们的调控机制一直不清楚。这项研究首次揭示了这些基因簇精确调控的分子机制,对于研究植物次生代谢具有重要意义。葫芦素合成基因簇的破解也为新药开发提供了新的思路。

  据介绍,我国蔬菜产业总产值达到1.2万亿元,培育具有自主知识产权、商品性状好的品种是保障人民“菜篮子”供应的首要条件。跨国种子公司凭借雄厚的资金支持以及长期在遗传育种基础研究上积累的技术力量,已经在育种技术和手段上大幅领先于民族种业。随着市场逐渐放开,我们国家的蔬菜种业发展受到了跨国种业公司的严重积压,很多国外蔬菜种子卖到了1元钱1粒,菜农们用种成本很高,“菜篮子”面临着受制于人的危险。

  为了扭转这种不利的局面,亟需提高蔬菜育种的水平,其中加强主要蔬菜作物生物学基础研究是主要突破口。黄三文团队先后发起和参与了多个重要作物的全基因组测序工作,希望建立我国在基因组学研究方面的优势,促进我国蔬菜作物生物学基础研究,并推动从传统育种方式向全基因组设计育种的跨越式转变,从而提升民族种业的核心竞争力。

  “可以说,谁控制了基因组,以后谁就有可能控制了整个生物产业的发展。”该所相关负责人表示,基因组学是人类基因组项目催生的前沿科学,已被认为是驱动未来经济的12种颠覆性技术,在农业方面,基因组学是一项关系到25亿农民、11000亿美元产业规模的技术,成为现代农业基础研究中的“火车头”、推动我国种业跨越式发展的“发射台”、发展我国农业大数据战略的“孵化器”。“因此这一成果是我国推进基因组学研究、提升民族种业的核心竞争力方面所取得的又一成果”。

  该项成果是深圳基因组研究所自去年筹备成立以来继黄瓜变异组图谱、番茄变异组图谱之后所取得第三项重大突出成果。为何该所能在如此短的时间内取得如此多的成果?

  据介绍,2013年6月14日,中国农业科学院院长李家洋与深圳市委书记王荣提出共建基因组所,2014年4月25日该所揭牌。该研究所为中国农科院和深圳市政府合作建设,是目前国内唯一专门从事农业基因组学基础及应用研究的国家级公益性研究所,旨在利用深圳科技体制机制创新的成功经验,以及中国农科院在农业种质资源和品种培育的优势,占据农业生物科技前沿,推动农业生物经济的发展。

  深圳农业基因组研究所成立以后,从中国农业科学院作科所、水稻所、蔬菜所和牧医所分别引进了黎志康、钱前、黄三文和李奎4个创新研究团队,而且吸引一批80后科学家也开始在大鹏新区聚集,如1983年出生的生物信息学阮珏博士,是新一代测序技术生物信息学分析算法的主要开发者,确立了蔬菜基因组学的国家优势地位,近5年他的论文被引用5000多次;1982年出生的宏基因组学樊伟博士,曾领导团队完成了大熊猫基因组的测序和分析工作,2014年加盟深圳农业基因组研究所转向全基因组设计育种等,是唯一在CELL、NATRUE、SCIENCE三大杂志都发表过论文的专家。目前该所一共有国家杰出青年3人、万人计划3人、孔雀团队1个、博士后基地1个。

  该所也承担了中国农业科学院推进科研体制改革的任务,黄三文表示,该所在用人方面,将采用“有效流动”的模式,副研究员将聘用,采用国际通用的Tenuretrack制,任制5年后将邀请国际权威同行进行考核;在组织方式方面,基因组所将参考我国“两弹一星”团队的组织方式和“人类基因组计划”的组织方式,根据重大科学目标的需要配置团队和资源,同时参考美国Broad Institute,基因组所拥有的四大平台将建设成为一个整合的平台。

  大鹏新区良好的发展环境也有助于该所的发展。黄三文表示,实践证明,科研成果也大部分出自于在环境优美的地方,“我们想打造一个人性化的现代研究所,可以将家里的老人接过来陪住,甚至可以带孩子去上班。更人性化,更让人身心愉悦,大鹏半岛的条件有助我们实现这样的理想。”

  “今年我们所有80人,明年将达到300人,后年可以达到1000人,到2020年,科研团队人数将超过2000人,发表CNS论文累计超过100篇(注:CNS指CELL、NATRUE、SCIENCE三大国际顶级杂志),同时孵化产业市值超过100亿元。”黄三文说,希望能够充分开展基因组领域的研究,开展新一代种业,食品安全,基因组大数据等方面的研究,为大鹏新区的高科技农业发展提供基础研究支撑。

  记者注意到,除了中国农业科学院深圳农业基因组研究所,华大基因等机构也为大鹏新区带来了一批农业基因组研究领域的优秀人才。因此,有业内人士预计,随着国内外优秀人才的集聚,同时依托深圳这座创新型城市,大鹏新区有望成为农业基因组研究高地。

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