中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的謝旗、王秀杰、陳受宜、儲(chǔ)成才研究員所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)和深圳華大基因研究院王俊研究員、美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的Han Bohnert教授以及美國(guó)普渡大學(xué)朱健康教授所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)密切合作，成功解析了鹽芥的全基因組序列，并找到了一些鹽芥耐受極端環(huán)境機(jī)制的一些線索。該研究于7月9日在線發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》上。
鹽芥是一種有花的鹽生植物，與雙子葉植物研究中所常用的模式植物擬南芥親緣關(guān)系較近。最重要的是，鹽芥具有對(duì)高鹽、干旱和低溫等非生物脅迫極高的耐受能力，使得鹽芥成為研究植物耐受非生物脅迫逆境機(jī)理的理想材料。
研究人員利用一種層級(jí)拼接方法對(duì)測(cè)序技術(shù)所得到的短序列進(jìn)行了成功的拼裝，將其中80%的序列整合到鹽芥的7條染色體上。進(jìn)化分析顯示，鹽芥和擬南芥大約分化于700萬到1200萬年之前。分化后的鹽芥基因組獲得了大量的轉(zhuǎn)座子序列，約占其全基因組序列的52%，這一比例是擬南芥的4倍。結(jié)合基因結(jié)構(gòu)、序列同源性及表達(dá)信息等特征，研究組預(yù)測(cè)到鹽芥基因組存在編碼蛋白基因28457個(gè)，其中大部分基因與擬南芥具有一定的同源性。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，與擬南芥相比鹽芥存在更多的“應(yīng)激響應(yīng)”基因，這些基因通過大片段基因加倍和基因串聯(lián)加倍兩種基因加倍事件而得到加倍。通過比較基因組學(xué)和定量表達(dá)分析顯示，更多的葉表面蠟質(zhì)、更強(qiáng)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)和更快的ABA響應(yīng)等過程使得鹽芥具有更好的高鹽耐受性。
鹽芥全基因組序列的完成，為開展重要農(nóng)作物的分子設(shè)計(jì)改良、提高植物耐受非生物脅迫能力以及對(duì)我國(guó)沿海灘涂和西部土地的開發(fā)利用，保障國(guó)家糧食安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。(新華網(wǎng))