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基因稻谷

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  • 发布时间:2019-04-10 09:13
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【概要描述】由于生物科技和基因工程技术快速发展,科学家在1998年开始水稻基因组的分析与整理,称为国际水稻基因组测序计划

基因稻谷

【概要描述】由于生物科技和基因工程技术快速发展,科学家在1998年开始水稻基因组的分析与整理,称为国际水稻基因组测序计划

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  国际水稻基因
 
  由于生物科技和基因工程技术快速发展,科学家在1998年开始水稻基因组的分析与整理,称为国际水稻基因组测序计划(InternationalRiceGenomeSequencingProject;简称是IRGSP)。主要希望能解读水稻十二条染色体中的基因密码,此计划由日本主持,并有中国、南韩、中国台湾、英国、加拿大、美国、巴西、印度、法国加入。在2002年宣布整个水稻的基因图谱,都已被解读。并公开在基因图谱资料库中,供各国的水稻专家研究。
 
  水稻的基因体是高等生物中基因定序最完整的,科学家辨识出的37500个基因中,包括了数个影响重要农产未来的基因;例如提高水稻产量的基因、改变水稻受光周期的基因等。
 
  旱地直播技术
 
  美国南部有的商品谷物农场采用旱地直播技术种植稻谷,避免了水田耕作以及育秧、插秧等环节,其生产过程与种植小麦无多大差别。把地里的水排干再播种。有直播稻种。
 
  上个世纪五十年代中国北方曾大面积推广水稻直播,黑龙江省1980年代以前水稻直播占到70%,中国南方60年代也采用过直播。随着经济的发展,大量农村青壮年劳动人口进入城市劳务市场,农村劳动力的减少,以及化学除草剂等广泛使用,直播稻栽培又呈现出迅速发展的态势。
 
  江苏省仪征市农机部门在朴席镇成功示范了新型水稻栽插技术-水稻机械化旱地直播。这种技术与传统水稻栽插方法相比,省去了水稻育秧、栽秧等环节,稻种经浸泡发芽后直接用条播机播种,具有省工、节本、增效等优点。据测算,一台条播机每天可播30亩,每亩较传统栽插方法节约成本200元左右。
 
  或许有人以为直播稻是不久发展起来的新技术,殊不知水稻直播栽培古已有之,甚至比移栽更早出现,即先有直播,而后有移栽。
 
  中国水稻基因
 
  科学家运用独创的基因分离技术已成功地获取近两千条水稻cDNA片段,并研制出国内第一张功能独特的水稻基因芯片。
 
  这项由浙江大学生物技术研究所李德葆教授研究组首次提出的模块表达序列标签技术(M-EST),获中国国家知识产权局的专利保护。
 
  芯片上集成的成千上万的密集排列的分子微阵列,使人们能在短时间内分析大量的生物分子,快速准确地获取样品中的生物信息,效率是传统检测手段的成百上千倍。它被一些科学家誉为是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。
 
  由中科院上海生科院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员领导的课题组,在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐明了相关的生物学功能和作用机理,显示这一基因在高产分子育种中具有应用前景。
 
  遗传改良或基因工程是提高作物产量的有效手段之一。寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。粒重是决定水稻产量的要素之一,它是由多个基因控制的复杂数量性状,相关分子遗传调控机理还不清楚。
 
  2007年04月09日《自然·遗传学》杂志三位评审人对这项研究一致给予高度评价:”我们现在可以通过控制GW2的功能得到合适大小的水稻谷粒,在这一点上我相信这是一项在水稻产量育种史上有重要意义的工作。”、“有关该基因定位克隆、序列分析和转基因表型鉴定以及E3泛素连接酶的功能实验是令人信服的”、“这是一篇将引起遗传工作者极大兴趣的力作,该论文通过大量而深入的实验包括基因定位克隆、基因结构分析、功能和表型鉴定等证明该基因控制水稻谷粒大小,为作物种子的遗传调控机理研究提出了有价值的见解。“
 
  绘制变异图谱
 
  水稻变异图谱
 
  水稻变异图谱
 
  一项来自630个基因片段的单核苷酸多态(SNPs)人口统计分析表明了水稻的单一驯化起源。另一方面,栽培稻和野生稻的全基因组数据群体遗传学分析往往表明籼稻和粳稻的基因组似乎普遍是独立起源的,但许多具有驯化等位基因的基因组片段却或许只起源一次。尽管取得了这些研究进展,仍需要更广泛的抽样以及种群范围全基因组测序进一步阐明水稻驯化的进化历史。对驯化位点附近单体型结构的深入研究将对评估基因渗入的方向起至关重要的作用。
 
  在这篇文章中,研究人员获得了来自446个地理上不同的普通野生稻和1,083个栽培籼稻和粳稻品种的基因组序列,构建出了一个全面的水稻基因组变异图谱。在搜索选择标记的过程中,研究人员确定了55个在驯化过程中发生的选择性清除(selectivesweep)。对于驯化清除和全基因组模式的深入分析揭示粳稻是大约在华南的珠江中部地区首先从普通野生稻的一个特殊物种驯化而成,籼稻是随后由粳稻与当地野生稻杂交形成,作为最初的栽培种传播到东南亚和南亚。这些驯化相关的性状通过高分辨率遗传图谱获得了分析。

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