张启发院士讲述水稻功能基因组编码奥秘

  • 日期:01-12
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4月9日晚7点,生命科学研究进展报告二期将在大学生活动中心报告大厅举行。张启发院士以“破译水稻功能基因组”为主题做了一份研究报告,向学生解释水稻功能基因组的知识和发展现状。

“水稻功能基因组研究对国家意义重大,是生命科学领域知识创新、技术创新和知识产权的重要来源。这就像一个鱼有限的池塘。谁先钓到鱼,谁就拥有自主知识产权。”张启发院士巧妙地解释了水稻功能基因组研究的意义。研究重点是“基因发现和克隆功能基因和调节因子性状调节网络基因组功能”。

如何破译功能基因组的“天书”?张启发描述了解码功能基因组的过程:早在20世纪80年代,水稻基因组测序就非常繁忙,研究人员知道如何测序。然而,在测试之后,人们发现他们不理解结果,也不理解有多少基因,基因在哪里,基因是什么,等等。因此,人们开始探索解码的过程。张启发解释说破译基因组就像是同学们写一篇文章。功能基因组的识别相当于破译词义和编纂词典。生物过程相当于文章中的“句子”,生命现象相当于“段落”,生物的生长发育相当于“章节”。基因组只能按单词到单词到章节的顺序来破译。

目前,水稻功能基因功能群的研究技术平台主要由突变体库、基因芯片和基因表达库、全长cDNA库、生物信息技术及相关信息库等组成。张启发解释了突变技术的应用,即利用转基因方法作为突变文库,利用载体将突变基因插入水稻基因。谈到基因芯片和基因表达文库,他说,该数据库可用于全球交流,截至去年,已插入211,470个网站。

随着科学技术的进步,越来越多的新技术被应用到研究项目中。张启发引入了基于图谱的克隆技术(Map-based cloning technology ),可以知道基因的功能,基于TALEN的基因编辑技术(gene editing technology ),可以特异性识别和切割脱氧核糖核酸序列,以及CRISPR技术(CRISPR technology ),可以对基因进行高效的位点特异性修饰。这些技术可以极大地促进当前水稻抗病、高水分利用效率、高营养利用效率、产量、品质、根系等性状的研究项目。"在众多研究目标中,确定水稻所有基因的生物学功能至关重要."张启发院士强调。

在提问环节,现场的学生问:“田间杂草的高品质抗性基因能否转化为水稻基因,从而提高水稻的品质?”张启发院士回答说:“许多研究人员以前也发现过这种现象。考虑到能源问题,他们搁置了这个问题,并鼓励学生积极寻找新的研究方向。”