拟南芥基因组

拟南芥基因组测序工作圆满完成

在“人类基因组计划”(HGP)进行得如火如荼的同时，在植物科学领域也进行着－场类似的革命，并且取得了大的成功。2000年12月4日出版的《自然》杂志(Nature)报道了拟南芥完整基因组测序工作完成并首次发表了其完整基因组序列。这成为植物科学史上的一个重要里程碑。已经绘制出拟南芥的基本基因图谱，其中包含11600万个碱基对，编码大约26000个基因。通过向这张基本网谱上添加细节，人们可以对其基因结构进行更为详尽的研究，同时也可以增加对于其他遗传上更为复杂的植物的认识和理解，其中包括许多重要的农作物。这项工作的重要性在某种意义上甚至要超过人类基因组计划，因为即使是生活极其贫困的人们也将从中受益。目前的实验工作仅涉及整个基因组中不到10％的基因，仍有大量新的基因有待继续研究。通过这些工作，人类能够更详尽的了解植物独特的代谢过程，它们与环境的相互作用以及它们的抗病和抗虫能力。另外，拟南芥基因与众多其他有机体的基因密切相关，在不同植物之间，植物与动物之间，许多生理生化过程是十分保守的。通过基因及基因功能比较，使跨种甚至跨界的揭示生命活动的基本规律成为可能。这种保守性为我们提供了将不同有机体的研究联系到一起的基础，从而大大拓展了我们的生物学视野。对拟南芥基因组的分析有助于理解DNA的复制和染色体的分离过程，并为基因工程设计提供新的途径，同时也揭示了生物基因组进化的重要机制。拟南芥基因序列研究工作不仅对于基础科学研究具有重要的贡献，而且有着突出的实际利用价值。拟南芥基因组中的基因通常也存在于其他作物中，而且相同基因在不同作物中也表达出相似的功能。人们可以从拟南芥基因组中选调控制优良性状的基因，利用基因修饰技术(GM)将其转入作物中，当然，也可以利用拟南芥基图谱来确定其它植物的有价值基因，调出后通过标记辅助育种技术转入作物。基于拟南芥基因组和其他植物基因组的同源性，通过对拟南芥基因组的深入研究和分析，有助于人们对整个植物界的认识，改善农作物的品质，提高农作物的抗逆性以及降低农业生产对环境的影响。(赵镝徐春晖)