破譯作爲生物設計圖的完整遺傳資訊(基因體)的技術在不斷進步,很多生物的基因體都被破譯出來了。與小麥和大豆等同爲重要植物的洋蔥也受到了關注,但其基因體非常龐大,因此破譯工作進展緩慢。日本山口大學和東北大學等與荷蘭瓦赫寧恩大學合作推進了研究,2021年終於完成了第一張顯示標記基因位置的基因圖譜。
爲破譯基因序列,從洋蔥中提取樣本(圖片由山口大學執行教授提供)
洋蔥有8條染色體,其中包含約160億個構成遺傳資訊的鹼基分子,遠遠高於稻米的約3億9000萬個和玉米的約23億個。即使是能大量克隆基因片段並用電腦將其連接在一起的最新破譯技術也無法輕易完成破譯。
擁有約30億個鹼基的人類基因體在國際社會的共同努力下,歷時13年、耗資約30億美元於2003年完成破譯。而洋蔥的基因體一直在由義工組成的研究團隊在四處申請預算的情況下進行破譯。
專案概要 | |
名稱 | 洋蔥的高密度基因圖譜轉列 |
概要 | 破譯洋蔥的遺傳資訊,轉列顯示哪種基因位於8條染色體的哪個位置的基因圖譜。調查基因的功能,應用於旨在提高抗病性和營養成分的品種改良。 |
時間 | 2014~2022年度 |
預算 | 約2000萬日元(僅測序工作) |
參與機構 | 山口大學、東北大學、Kazusa DNA研究所、農業食品產業技術綜合研究機構、東京農業大學 |
專業研究蔥和洋蔥的品種改良及育種的山口大學教授執行正義建立了調查洋蔥基因功能的實驗模式。透過僅將洋蔥的一種染色體導入大蔥中,可以調查大蔥發生的變化。例如,導入了洋蔥1號染色體的大蔥富含維生素C。由此可以推測,參與維生素C合成的基因就位於該染色體中。另外還發現,3號染色體中有負責增加長度的基因,7號染色體中有負責使葉子分支的基因。
瓦赫寧恩大學也破譯洋蔥的基因體,轉列了基因圖譜。不過,只完成了洋蔥5萬~6萬個基因中的200~300個基因的轉列。執行教授認爲:「與瓦赫寧恩大學聯手可以轉列精確的基因圖譜,有助於將來破譯基因體」,因此從2000年前後開始與該校合作。2021年發佈的基因圖譜明確了約4400個基因的位置。
執行教授充滿期待地表示:「洋蔥是有益健康的食材。希望能利用遺傳資訊進行改良,使其更容易成長,並增加營養成分」。
日文:永田好生、《日本經濟新聞》,2021/09/27
中文:JST客觀日本編輯部