研究人員解碼了銀杏葉的基因組
中國(guó)的一個(gè)科學(xué)家小組對(duì)最古老的活樹種銀杏(Ginkgo biloba)的基因組進(jìn)行了測(cè)序
銀杏是一種廣受歡迎的樹,原產(chǎn)于中國(guó),已經(jīng)種植了一千多年。
在亞洲,銀杏用于藥用,其種子也是一種受歡迎的美食。在西方,銀杏葉提取物通常用于各種民間療法,包括作為改善認(rèn)知功能的治療。
今天的銀杏是種子植物古老群體(Ginkgophytes)中唯一幸存的物種,甚至可能是二疊紀(jì)(高達(dá)2.7億年前)。
銀杏屬本身可以追溯到大約1.7億年前的侏羅紀(jì)時(shí)期。
作為一種活化石,銀杏葉的形態(tài)與其已滅絕的親屬相比幾乎沒有變化。一棵樹可以長(zhǎng)達(dá)1000年,長(zhǎng)到120英尺高。它有短枝,扇形葉子和不可食用的水果味道很差。果實(shí)有內(nèi)種子,可能有毒。
為了研究銀杏在遺傳和分子水平上的非凡生物學(xué),對(duì)其基因組進(jìn)行測(cè)序是植物生物學(xué)家的愿望清單。然而,由于其大小以及大量重復(fù)序列的存在,組裝整個(gè)基因組序列將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
該團(tuán)隊(duì)由北京基因組學(xué)研究所(BGI)的Wenbin Chen博士領(lǐng)導(dǎo),該基因組的基因組伸展超過10 GB,比模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)的基因組大80倍。
樹的基因組也比其他植物物種更大,這些物種以極大的基因組而聞名,例如玉米或蘭花。
“產(chǎn)生了大量的原始數(shù)據(jù)(2 TB),基因組裝的計(jì)算能力受到巨大數(shù)據(jù)和極高比例的重復(fù)序列的挑戰(zhàn)。因此需要大量的內(nèi)存,“陳博士說。
“銀杏的大基因組可能是由于全基因組重復(fù)和插入非常高比例的重復(fù)序列,至少76.58%,以及由于插入轉(zhuǎn)座因子而導(dǎo)致的所有測(cè)序物種中最長(zhǎng)的內(nèi)含子。”
“銀杏代表種子植物的五個(gè)活組之一,沒有活著的親戚,”來自浙江大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員趙云鵬教授說。
“這樣的基因組填補(bǔ)了陸地植物的主要系統(tǒng)發(fā)育空白,并提供了關(guān)鍵的遺傳資源來解決進(jìn)化問題,如裸子植物譜系的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,陸地植物基因組和基因的進(jìn)化,發(fā)育特征的創(chuàng)新,性別的進(jìn)化以及歷史銀杏的人口學(xué)和分布,抵抗和保護(hù)。“
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