我所参与规划设计与实施的中国烟草基因组计划取得重大突破
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发布日期：2011-12-12
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据国家烟草专卖局网站2011年12月9日消息，我所参与规划设计与实施的绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱已经完成。这是全球第一套烟草全基因组序列图谱，也是继马铃薯和番茄基因组之后全球完成的第三种茄科植物全基因组序列图谱。该绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱是目前已知植物基因组序列图谱中基因组最大、组装精度最高、组装结果最好的2个图谱。绒毛状烟草（N.tomentosiformis）和林烟草（N.sylvestris）是栽培烟草的两个祖先种，绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱的完成，具有重要的科学价值和战略意义，将开创烟草科学研究和技术发展的新纪元，是烟草科学发展的一个重要里程碑，标志着烟草研究从此全面进入基因组时代。
据报道，绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱是中国烟草同世界上测序能力最强、最具权威的基因组测序机构合作完成。根据烟草基因组重复序列含量较高和基因组较大等特点，通过Illumina第二代高通量测序技术，采用全基因组鸟枪法（WGS）结合构建细菌人工染色体（BAC to BAC）策略进行测序和组装工作。利用全基因组鸟枪法（WGS）策略构建不同长度的插入片段文库进行双末端测序和组装，同时选取一定基因组覆盖度的BAC克隆，对BAC克隆进行测序和组装，然后将两种数据结合进行深度组装，最终获得高质量烟草全基因组序列图谱，实现对单碱基的高深度重复测序，保证单碱基的高准确率。经数据分析，获得绒毛状烟草和林烟草基因组大小均为2.4Gb，基因组常染色质区覆盖度达到95%以上，基因区覆盖度达到98%以上，获得的全基因组序列图谱（第一版）contig N50超过20kb，scaffold N50超过350kb，全面达到国际公认高质量精细图谱标准，是目前已知植物基因组序列图谱中基因组最大、组装精度最高、组装结果最好的2个图谱，居世界领先地位。根据目前工作基础，预计在年底前可获得序列图谱（第二版），预计scaffold N50将达到1M以上，较第一版图谱有显著提高。
绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱是中国烟草基因组计划的一部分。中国烟草基因组计划作为烟草行业的重大专项，于2010年12月启动，是中国烟草举全行业之力开展的重大科研攻关，由国家烟草基因研究中心、中国烟草总公司青州烟草研究所、云南烟草农业科学研究院、贵州省烟草科研所、黑龙江省烟草科学研究所等单位为主体承担，汇集了国内外的权威专家，密切跟踪当前基因组学、生物信息学、遗传学等学科的前沿进展，本着对科学负责、对历史负责、对行业负责的态度，在烟草结构基因组学、功能基因组学和分子育种方面进行了整体规划和系统实施，保证从技术到系统全面居于世界领先水平，目前重大专项已经在多个领域取得突破性进展和成果。在已经获得林烟草和绒毛状烟草全基因组序列图谱的基础上，绒毛状烟草和林烟草的遗传图谱和物理图谱绘制、大量四倍体栽培烟草的基因组测序将有序开展；烟草突变体库创制已达27万份并正在进行大规模鉴定和分析；烟草分子遗传图谱构建和重要突变基因定位克隆取得突破；根据第一版基因组图谱及多个样本的深度转录组测序的联合分析，对烟草主要代谢产物的合成代谢途径分析更加深入，对烟草减害具有十分重要的意义。总体上看，烟草基因组计划重大专项的各项进展和成果均处于世界烟草科技前沿。
长期以来，中国烟草倡导并践行“国家利益至上，消费者利益至上”的行业共同价值观，致力于降低烟草危害、维护消费者利益和国家利益。实施烟草基因组计划，破译烟草遗传密码，培育“优质、特色、低害、丰产、高效、多抗”的优质超级烟草品种，不仅能满足卷烟工业的需要，更有助于从根本上降低烟草危害，是责任烟草的具体体现。同时，烟草是重要的科研模式植物，绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱的完成，尤其是中国烟草基因组计划的实施，将对相关作物学科的发展起到积极的推动作用。