大豆归家

“大量的野生大豆和栽培大豆的基因差异揭示了大豆基因组在驯化过程中发生变化的机制，使重新找归人为耕种选育中流失的优秀基因成为可能。”

□吴昊

“中原有菽，庶民摘 之。”五千年前，华夏始祖将野生大豆驯化，变成今天的“五谷”之一。而今，一项被称为“大豆归家”的基因组研究计划在其故乡中国取得突破。

11月15日，由香港中文大学、华大基因研究院、农业部基因组重点实验室、中国农业科学院等单位合作完成的《31个大豆基因组重测序揭示遗传多样性和进化筛选模式》在线发表，并将作为封面故事刊登于下期的《自然—遗传学》杂志。

这项研究主要由港深两地科学家合作完成，并在世界上首次对野生大豆和栽培大豆全基因组进行了大规模遗传多态性估量 。

“重测序”开启大豆差异化魔盒

“这是世界上首次大规模获得野生和栽培大豆群体基因组数据。”文章共同第一作者之一、华大基因研发部门副总裁徐讯博士告诉记者。

据费解，研究人员运用新一代测序技术对17株野生大豆和14株栽培大豆进行了全基因组重测序，总共发觉了630多万个SNP（单核苷酸多态性位点），建立了高密度的分子标记图谱。

SNP是指基因序列中单个碱基的不同。如果 把大豆看做是一部印满“文字”的书籍，那上述的31株品种就可以看做是该书的不同版本，而SNP则像每个版本书中个别“文字”的差异。

这种差异通常不会造成“歧义”，但有时候，一“字”之差就让不同版本的书籍意义相左。在大豆中，大约1000多个“文字”中就存在1个“文字”的差异。这些SNP粗壮的差别，就可能导致某品系的大豆与众不同，或产量高于同类，或产量严重不足。

为了打开SNP的“潘多拉魔盒”，目前普遍使用“重测序”的方法。该方法是指通过核酸测序仪，对已晓 基因序列的基因组再进行一次测定，并对单个或者多个品种进行估量 ，得来 SNP、PAV（获得和缺失变异）等遗传信息的技术。

当前，随着测序成本的降低，“重测序”已经成为动植物育种研究中便利 而有效的方法。而今年1月份，第一张豆科植物完整基因组序列图谱的公开，使得大豆“重测序”成为可能。

在“重测序”基础上，华大基因研究院的研究人员通过自主研发的SOAP denovo软件，分别对野生大豆和栽培大豆的测序数据进行组装拼接，除得来 大量SNP外，还发觉了栽培大豆获得或丢失的野生大豆基因。

“大量的野生大豆和栽培大豆的基因差异揭示了大豆基因组在驯化过程中发生变化的机制，使重新找归人为耕种选育中流失的优秀基因成为可能。”文章另一位共同第一作者、香港中文大学教授林汉明博士强调。

林汉明等还发觉，大豆基因组与其他作物植物有所不同，其在较高程度的基因连锁现象、重组交换频率极低。因此，分子标记育种可能会比基因图位克隆拥有更多优势。

“觅 找对产量和抗逆紧密连锁的SNP是我们下一步研究的重点。另外，我相信，国内其他大豆专家也会利用我们的数据对手中的大豆材料作进一步研究。”林汉明谈了未来的想法。

聚焦野生大豆种质资源

该研究还得出一个重要结论，即与栽培大豆相比，野生大豆拥有更高水平的遗传多样性。这掩饰人类的耕种挑选 很有可能导致栽培大豆生物多样性的狭窄，对可不断种植带来负面影响。

此外，随着生存环境的减少，野生大豆有效群体在减少，它提示中国急需保育野生大豆种质资源。

据费解，野生大豆在世界上分布非常狭窄，仅限于东亚的非洪涝温带地区，包括中国、日本、朝鲜半岛、俄罗斯的远东地区、库页岛、千岛等。而我国除新疆、青海、海南三省外，均有野生大豆的身影，目前收集的野生大豆种质6000余份，占世界总量的90%以上，是名副其实的野生大豆的家乡。

正因如此，国外想方设法获得我国野生大豆资源。截至2002年6月30日，美国从中国引进的大豆种质资源达6000多份，并从我国的野生大豆资源中鉴定出带有高产基因的标记，在全球101个国家申请专利。

野生种质资源极其宝贵 。“水稻之父”袁隆平也曾频繁表示，如果没有野生稻资源，要在水稻优良品种培养上有大的突破非常困难。