熱帶植物基因組研究進展

李丹 陳曉慧 賴鐘雄

摘 ?要??基于全基因組測序結果，探討了包括熱帶水果香蕉（Musa spp.）、龍眼（Dimocarpus longan）、番木瓜（Carica papaya）、菠蘿（Ananas comosus）、椰子（Cocos nucifera）、榴蓮（Durio zibethinus），經濟作物橡膠（Hevea brasiliensis）、木薯（Manihot esculenta）、棗椰（Phoenix dactylifera）、可可（Theobroma cacao）、油棕（Elaeis guineensis）、咖啡（Coffea canephora）以及藥用植物鐵皮石斛（Dendrobium officinale）在內的13種熱帶植物的全基因組測序的發展歷程，并對熱帶植物基因組研究進行了概述。

關鍵詞 ?熱帶植物;全基因組;第二代測序;遺傳育種;功能基因中圖分類號??Q943.2??????文獻標識碼??A

Research Progresses of Tropical Plant Genome

LI Dan， CHEN Xiaohui^*， LAI Zhongxiong^**

Institute of Horticultural Biotechnology， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou，?Fujian 350002，?China

Abstract ?Based on genome-wide sequencing results， the development of genome-wide sequencing of 13?tropical plants including banana （Musaspp.）， longan （Dimocarpus longan）， papaya （Carica papaya）， pineapple （Ananas comosus）， coconut （Cocos nucifera）， durian （Durio zibethinus）， rubber （Hevea brasiliensis），?cassava?（Manihot esculenta）， date palm （Phoenix dactylifera）， cocoa （Theobroma cacao）， oil palm（Elaeis guineensis）， coffee （Coffea canephra） Tiepi-shihu （Dendrobium officinale） was discussed， and the tropical plant genome research was summarized.

Keywords ?tropical plants; whole genome; next?generation sequencing; genetic breeding; functional genes

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2019.10.001

20世紀末，以Sanger技術為核心的第一代測序技術誕生，單鏈DNA噬菌體φX174全基因組序列的測定標志著人類正式步入基因組學時代^[1]。第一代測序技術準確性高、序列讀長可達1?kb，但其測序技術復雜、成本高、通量低，無法滿足大規模應用。2000年首個植物基因圖譜擬南芥基因組通過一代測序技術破譯完成，取得了植物科學研究領域里程碑式突破^[2]。2005年之后，測序技術發生革命性進步，通過邊合成邊測序的方法，以Roche 454、Illumina?Solexa/HiSeq和ABI SOLiD技術為代表的第二代測序技術（又稱高通量測序）興起，雖然第二代測序的序列存在讀長較短的不足，但也難以掩蓋其與第一代相比的顯著優勢，尤以高通量、高速率、低成本的Illumina HiSeq為代表的測序技術為代表，極大推動了基因組和轉錄組測序的應用與發展，成為大規模全基因組測序技術的主導。與前兩代相比，Helicos Heliscope單分子測序儀和PacBio SMRT、Oxford Nanopore Technologies的GridION等納米孔單分子第三代測序技術，超長讀長、測序速率更高、測序過程無需進行PCR擴增，但配套軟件平臺和技術算法的商業化應用尚未成熟，測序錯誤率明顯高于第二代。隨著多種測序技術的開發和應用，加速并擴大了研究人員對植物演化及性狀的認識，大量植物基因組序列被測定并取得里程碑式的研究成果。……