水稻基因組序列研究進展

王瑞云，王計平，李潤植

（山西農業大學農學院，山西太谷030801）

糧食短缺是全球21世紀面臨的最嚴峻問題之一[1]。水稻、小麥和玉米是最重要的3種糧食作物，其中水稻在亞洲的消費和種植超過90%，養活著占全球60%的亞洲人口。30多億亞洲人需要的能量有35%～75%來源于水稻。每年水稻的種植面積達0.103億hm2，占全球耕地的11%[2]。然而，由于水稻消費國人口的迅速增加，估計到2030年水稻產量需再增加40%才能滿足需求[2]。生物技術和傳統育種的有機結合是高產穩產的保障，而高產穩產則依賴于有特征明顯的水稻基因組序列。因此，解譯其基因組是對水稻和其他禾谷類作物進行應用和基礎研究的先決條件。

1 水稻基因組測序計劃

基因組包含了生物的進化、遺傳和生命的奧秘，是細胞遺傳物質的總和，其大小通常以全部DNA堿基對總數來表示。水稻基因組有12條染色體，其中染色體1最長，染色體10最短，核基因組序列總長約389Mb[3]。迄今，水稻全基因組測序工作已經完成，其覆蓋度為95%。并且有6條染色體[4-9]和2個著絲粒[10-12]已完全測序。

國際水稻基因組測序計劃（IRGSP）于1998年正式啟動，由來自10個國家的測序小組共同完成水稻2個亞種粳稻和秈稻基因組的測序工作。已完成的序列誤差率低于1/10 000（精度99.99%），即1萬個核苷酸中測定錯誤的核苷酸少于1個。以往存在的分歧得到解決，圖距再度縮短。該成果使遺傳學家能夠根據特征鑒定一些基因，并且發現了以前未知的較大區段重復，該區段重復占全基因組的60%[13-15]。

2002年12月，水稻12條染色體的堿基測序工作完成（提前3年）。……