新中国档案：中国水稻基因组计划

　　如何使水稻优质高产以及抗病抗逆性强，一直是科学家们孜孜不倦研究的课题。而现代生物学知识告诉人们，最根本的办法是破译水稻的基因之谜。在水稻基因组序列中蕴藏着水稻高产优质、味美色香的秘密，包含着无数抗病抗虫、耐寒耐涝、抗倒伏等优良性状的遗传信息。解析水稻基因组序列，是改进水稻品质、提高水稻产量必不可少的前提与基础。

　　在谷类作物中，由12条染色体组成的水稻，其基因组最小，只有约4亿个碱基对。因此，水稻被国际上广泛选为用作基因组测序和功能基因组研究的模式作物。1998年，国际水稻基因组测序计划正式启动，这是继人类基因组计划后又一重大国际合作项目。中科院国家基因研究中心承担了水稻粳稻4号染色体的测序任务，由科技部、中科院和上海市政府共同立项资助启动这一工作。

　　中国和日本在国际上率先完成了承担的水稻第四号和的第一号两条染色体的测序工作，获得了精确地完成图，这两项工作的研究论文已发表在2002年11月21日出版的英国《自然》杂志上，对国际基因组研究计划起到了巨大的带动作用。《自然》杂志审稿人称：“水稻4号和1号染色体测序的论文是紧接着水稻基因组草图完成后水稻基因组测序项目里程碑性的事件。”

　　水稻4号染色体精细物理图的构建、基因组精确测序及结构和功能的研究创新物理图构建方法：提出了“整合的物理图需要整合的数据”（"Integratedmap requires integrated data"）的原则，通过整合分子标记、克隆末端序列、DNA指纹等数据，并运用分子、染色体荧光原位杂交和比较基因组分析的方法，快速准确地构建了粳稻4号染色体覆盖率达98.5％的物理图。精确分析了物理图距和遗传图距的对应关系。该研究发表在2002年5月的GenomeResearch上，“整合的方法”已为其他物种的基因组物理图的构建所借鉴。

　　在国际上率先完成水稻基因组第四号染色体序列精确测定。基于染色体精细物理图，采用克隆连克隆的基因组测序方法，完成了水稻4号染色体的精确测序和分析，为水稻基因组结构、功能的分析研究提供了第一手精确数据，鉴定了基因的结构和发现了水稻基因和重复序列的排布规律，为克隆控制重要农业性状的基因打下了长期、坚实的基础。研究成果于2002年11月发表在Nature上，与同时完成的第一号染色体测序一起被该杂志以封面形式予以突出报道，称为是“冲过水稻基因组研究终点线”的里程碑性工作。首次解析高等植物的着丝粒序列结构。基因组测序的难点之一在着丝粒区域，在此之前尚没有高等生物的染色体着丝粒序列被测定出来。在精细物理图构建和精确测序的基础上，突破了拼装复杂重复序列的技术难题，鉴定了覆盖着丝粒区域的大片段克隆，完成了序列测定和组装。发现水稻4号染色体着丝粒核心区是由近360个高度重复的特异序列组成，并将这些重复序列组装成18个串联式重复区段，还在该区域鉴定一些编码基因。这是首次完成的高等植物的染色体着丝粒序列测定，为研究植物基因组的结构和进化、着丝粒的功能，以及构建水稻或植物人工染色体提供了重要依据。该研究主要工作发表在NucleicAcidsResearch上。

　　在国际基因组计划中，还承担了水稻全部12条染色体着丝粒序列和结构的分析，以及籼、粳稻全基因组序列比较，特别是对籼、粳全基因组水平的重复序列和基因组成做了比较分析，对2005年水稻全基因组精确测序的完成作出了重要贡献。相关工作于2005年发表在Nature上。精确的基因组序列是研究基因功能的最重要基础，水稻全基因组精细测序的完成为作物的遗传改良和整个植物分子遗传学研究起到了巨大的推动作用。两篇发表在Nature杂志上的测序论文，已被引用799次。 (来源：新华网)