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青岛扇贝基因密码被破解

来源:青岛晚报
摘要:在市场上,扇贝是众多青岛市民钟爱的小海鲜。在常见的栉孔扇贝、海湾扇贝、虾夷扇贝这三种扇贝中,土生土长的青岛扇贝——栉孔扇贝最受青岛市民欢迎。然而,近年来由于近亲繁殖等原因,栉孔扇贝病害频发、种质退化,本土扇贝个头在减小,鲜味也在下降。昨日,记者从中科院海洋所获悉,经过三年多的不懈努力,青岛科学家成......

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        在市场上,扇贝是众多青岛市民钟爱的小海鲜。在常见的栉孔扇贝、海湾扇贝、虾夷扇贝这三种扇贝中,土生土长的青岛扇贝——栉孔扇贝最受青岛市民欢迎。然而,近年来由于近亲繁殖等原因,栉孔扇贝病害频发、种质退化,本土扇贝个头在减小,鲜味也在下降。昨日,记者从中科院海洋所获悉,经过三年多的不懈努力,青岛科学家成功绘制出栉孔扇贝的物理图谱,这也是我国海水养殖动物的第一个物理图谱。有了这张“基因地图”,专家们就可以找到办法对栉孔扇贝进行遗传改良,从而让个头更肥大、口味更鲜美的栉孔扇贝重新回到市民餐桌。



        近亲繁育  扇贝个头在减小



        据扇贝专家介绍,栉孔扇贝是我国北方沿海一个非常重要的养殖贝类,肉质鲜美,营养丰富,经济价值很高,其产量曾达到贝类养殖总产量的80%。但是由于生态环境恶化、病害爆发、种质退化等原因,近年来死亡情况持续发生,严重地制约了其养殖产业的发展。“1994年、1995年栉孔扇贝出现病害,特别是夏天死亡情况很严重,除了跟生态环境有一定关系外,另外一个重要原因就是栉孔扇贝的近亲繁育,造成了它的种质退化,扇贝的个头小了,味道也不再像以前那样鲜美了。  ”



        记者了解到,在青岛,一方面,很多科研人员通过远亲杂交培育“混血贝”,去年,由青岛农业大学王春德博士主持,青岛市渔业技术推广站、青岛农大和中国科学院海洋研究所共同承担的“紫扇贝引进与种质资源利用”项目通过验收,引进原产于南太平洋的紫扇贝与海湾扇贝进行了种间杂交,培育出个头大、生长快的新品种。另一方面,我国科研人员一直在开展栉孔扇贝的免疫学和基因组学等基础研究,希望能够找到解决问题的关键“钥匙”。



        三年攻关  破译扇贝基因密码



        近日,中科院海洋所的实验海洋生物重点实验室相建海研究员团队,在海水养殖动物的基因组研究领域取得了突破性进展。团队成员张晓军博士等经过三年多不懈的努力,成功构建了栉孔扇贝物理图谱,这是我国海水养殖动物的第一个物理图谱。



        近年来,岛城科学家在基因组研究领域屡屡取得突破。去年,世界上第一张贝类全基因组序列图谱——牡蛎全基因组序列图谱在青岛绘制完成,中国水产养殖从此进入基因组时代;同时,我国首张鱼类全基因组序列图谱也在岛城诞生。那么,物理图谱与全基因组图谱有什么区别?专家表示,绘制基因组物理图谱是基因组测序的基础,基因组图谱是把遗传信息全都测量出来。



        品种改良  本土扇贝更肥美



        在岛城市民餐桌上,常见的栉孔扇贝也被叫做青岛扇贝,贝壳呈扇形,壳面为紫褐色或淡褐色,间或也存黄褐色、杏红色等。专家告诉记者,栉孔扇贝为雌雄异体,在繁殖季节,雌性生殖腺呈橘红色,雄性生殖腺呈乳白色,区分明显。科学家把栉孔扇贝的38条染色体分成3696条重叠群,有6个与免疫有关的重要功能基因被定位到该物理图谱上。据介绍,物理图谱能帮助人们更快地锁定控制生长的功能基因,从而对栉孔扇贝进行品种改良。



中国科学院海洋研究所实验海洋生物重点实验室相建海研究员团队在海水养殖动物的基因组研究领域取得了突破性进展。团队成员张晓军博士等成功构建了栉孔扇贝物理图谱,这是我国海水养殖动物的第一个物理图谱。

  

栉孔扇贝(Chlamys  farreri)是我国北方沿海一个非常重要的养殖贝类,肉质鲜美,营养丰富,经济价值很高,其产量曾达到贝类养殖总产量的80%。由于生态环境恶化、病害爆发、种质退化等原因,近年来死亡情况持续发生,严重地制约了其养殖产业的发展。我国科研人员一直在开展栉孔扇贝的免疫学和基因组学等基础研究,以期找到解决问题的关键。

  

2007年,相建海研究员获得国家自然基金项目“栉孔扇贝高密度物理图谱建立及与遗传图谱的整合”的资助。研究团队经过三年多不懈的努力,克服了细菌人工染色体(BAC)文库构建、BAC指纹制备和图谱组装等一系列难题,成功构建出栉孔扇贝高密度物理图谱。该图谱主要由3,696  条contigs组成,平均长度为490  kb,包含了63,641个BAC克隆,覆盖扇贝基因组1.5倍;同时图谱上锚定有10,587个BAC末端序列和167个分子标记,其中27个标记同时存在于栉孔扇贝的遗传连锁图谱上,初步实现了遗传图谱和物理图谱的整合;另外有6个与免疫有关的重要功能基因被定位到该物理图谱上。

  

物理图谱是从事基因组学研究重要平台,目前基于二代测序技术的全基因组测序已经非常高效和经济,然而物理图谱仍然是一些复杂基因组测序组装工作的关键组成部分。同时,物理图和遗传图的整合也是实现数量性状(QTL)定位和有效图位克隆最经济有效的手段。另外,通过比较多种物理图谱数据,可以发现相近物种间基因组的同线性(synteny)或共线性(collinearity),这对阐明新基因的结构、功能,基因间的关系,以及不同物种分子系统进化过程等具有重要的意义。

  

栉孔扇贝的物理图谱构建研究填补了我国水产动物基因组研究的技术和知识空缺,为加快我国水产动物基因组和功能基因研究打下了坚实的基础。

  

该研究成果已于近日发表于国际学术期刊《公共科学图书馆—综合》(Zhang,  et  al.  2011.  A  BAC-Based  Physical  Map  of  Zhikong  Scallop  (Chlamys  farreri  Jones  et  Preston).  PLoS  ONE.  6(11):  e27612.)。(来源:中科院海洋研究所)
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