华大基因再发PNAS文章

　　作为基因组测序领域的排头兵，近期深圳华大基因研究院与中科院系统，以及韩国，美国等处的科学家合作，发表了题为“Insights into salt tolerance from the genome of Thellungiella salsuginea(《小盐芥基因组研究揭示其耐逆奥妙》)”的文章，完成了小盐芥(Thellungiella salsuginea)全基因组测序，相关成果公布在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。

　　文章的通讯作者包括华大基因王俊研究员，中科院遗传与发育生物学研究所谢旗、王秀杰、陈受宜、储成才研究员，还有美国普渡大学朱健康教授。其他研究人员包括华大研究院总监王军一，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Han Bohnert教授等。

　　盐对作物的生长和产量性状具有重要影响。据估计，全球有1/3的灌溉地的盐度不适合农作物的生长，这篇文章聚焦的小盐芥是典型的盐土植物，具有耐寒、耐旱、耐氧化及耐盐等特点。其植株小，生长周期短，种子数量多，基因组小(260 Mb)且易于进行遗传转化，使其成为一种重要的研究植物抗逆性的模式植物。

　　研究人员利用新一代测序技术对山东生态型小盐芥进行了全基因组测序,测序覆盖率达134倍，最后组装获得的小盐芥全基因组序列长度为233.7 Mb，覆盖了约90%的全基因组序列。对序列进行预测，得到28,457个蛋白编码区。研究人员发现，小盐芥外显子的平均长度与拟南芥的相似，但是小盐芥的内含子长度大约比拟南芥的大30%。

　　除此之外，研究人员还通过进一步分析发现，与拟南芥相比盐芥存在更多的“应激响应”基因，这些基因通过大片段基因加倍和基因串联加倍两种基因加倍事件而得到加倍。通过比较基因组学和定量表达分析显示，更多的叶表面蜡质、更强的离子转运和更快的ABA响应等过程使得盐芥具有更好的高盐耐受性。

　　值得关注的是，这项研究突破性地利用一种层级拼接方法对普遍使用的Illumina GA II技术所得到的短序列，进行了成功的拼装，获得了234Mb的scaffold(框架)序列，并将其中80%的序列整合到小盐芥的7条染色体上。由此研究人员推测，小盐芥基因组存在编码蛋白基因28457个，其中大部分基因都与拟南芥具有一定的同源性。

　　另外，研究人员还发现小盐芥基因组携带的转座子元件(transposable elements,TEs)比拟南芥的多，这可能是小盐芥基因组比拟南芥的大的原因，与其它高等植物一样，小盐芥基因组富含长末端重复反转录转座子(LTR retrotransposons)。

　　这些研究除了发现了一些与耐盐性相关的基因，如阳离子转移相关基因、脱落酸信号相关基因及腊产生相关基因，而且还通过比较基因组学分析，进一步确定了这些基因的进化历程，为农作物的分子设计改良，提高植物耐受非生物胁迫能力提供了重要信息。