韩斌博士正在演示第4号染色体序列
《人民日报 . 华东新闻》记者 谢卫群
国家基因研究中心的科学家，顺利完成了国际水稻基因组第四号染色体全长序列的精确测序任务。今天，科技部、中国科学院、上海市人民政府联合宣布称，这是我国迄今为止完成的最大的基因组单条染色体的精确测序。
伴随这一工作的完成和发布，水稻基因、染色体、碱基对、测序、框架图、物理图等原本很专业的词汇，又开始频繁地进入人们的耳际与眼帘。与以往的采访不同，引起记者关注的，不仅有许多的词汇，还有大量的数字，而这些数字又传递着丰富的信息。
12条染色体与世界一半人口的生活
水稻是最重要的粮食作物之一，直接关系到世界一半人口的生活质量。而决定水稻品质与产量的，则是水稻的基因。
科学家证实，水稻共由12条染色体组成。在数千倍的显微镜下，染色体就像一条小小的线虫。而这染色体“小线虫”又依附着数千个基因。如果把12条染色体都弄清楚了，水稻的基因序列也就弄清楚了。
1998年，国际水稻基因组测序计划正式启动，中国以及台湾地区与日本、美国、法国、韩国、印度等一道，成为这一国际组织的成员。每个国家根据自身的经济实力，除日本承担6条染色体的测序外，其它国家与地区大都只承担一条染色体的测序。
至今，只有中国和日本承担的两条染色体的测序工作得以完成，并获得了精确的完成图。日本测的是第1号染色体，中国测的是第4号染色体。反映这两项工作的论文，同时在今天出版的世界权威的《自然》杂志上发表。
国家基因研究中心主任韩斌博士说：“在谷类作物中，水稻因为其基因组最小，而被国际上广泛选为模式生物，只要水稻基因的序列与功能清楚了，便可为其它相关作物提供重要的信息。”
专家称，获得水稻基因4号染色体的序列分析结果，将有助于了解小麦、玉米等其它禾本科农作物的基因组，为培育具有高产、优质、抗病虫害、抗逆等优良性状的水稻新品种打下良好基础。
专家说，基因研究对水稻研究的影响是多方面的。比如以前人们水稻选种只能依靠目测，而通过基因研究，人们可以利用遗传途径改良水稻品种，水稻的选种时间也可以大大缩短。
10%的贡献与90%的收获
第4号染色体的序列，全长共有3500万个碱基对，约占水稻基因12条染色体总量的10%。但是，实际工作中，却测了3.5亿个碱基对。
根据国际水稻基因组织的协议，其成员必须将测序的所得数据提供给公共基因库，同时，也可以分享他人的数据，和有关这一领域的先进技术与成果。这就意味着，中国水稻基因的测序研究，奉献了10%的工作量，却拥有了分享另外90%成果的资格。“我们是最大的国际合作的受益者。”韩斌博士反复地强调这一点。基因中心已向公共数据库递交了超过5000万碱基的水稻基因组DNA序列数据。日本在水稻基因研究领域处于领先地位，而中国的第4号染色体与日本的第1号染色体工作同时刊出论文，这本身就是国际合作的结果。
在测序过程中，需要大量的探针，中国暂不具备成熟的产品。而日本从1992年就开始研究，探针的技术与产品已相当完备和成熟。根据协议，国家基因研究中心因此获得了最好的探针，提高了测序的准确性。
“收获不仅在此，还锻炼了一支队伍。”韩斌说。参与4号染色体测序工作的研究人员达到了74人，平均年龄不到30岁。他们利用国际合作的机会，先后到日本、美国、韩国等著名实验室工作与学习，瞄准了国际先进技术，迅速跟踪了世界分子生物学的先进水平。有远见的科学家认为，在基础研究领域，等到别人的论文出来了，再来跟踪、学习是来不及的，那将失去与前沿对话的机会。
多项研究与一项决策
在今天举行的新闻发布会上，北京大学校长、中科院副院长、水稻基因组计划领导小组成员许智宏院士很是激动。他说：“看到今天的成果，我特别高兴。因为这一研究经历了许多难以想像的困难。”
中国的水稻基因研究1990年前后就开始酝酿，不过，要不要上这个项目，一开始就有争论。主张不上的理由，主要是它太前沿，技术上难保证，投资也太大。现在我们可以拿出数亿元来进行一个项目的研究，而在当时500万元都是天文数字。”许智宏回忆。
中国科学院、科技部，广泛听取科学家的建议，还是决定克服困难，展开水稻基因研究。1992年，国务委员宋健在北京郑重宣布，中国正式启动水稻基因组研究。1992年，科技部、中国科学院、上海市政府共同出资，在上海组建了中科院国家基因研究中心。
1993年，基因中心以中国主要栽培品种籼稻广陆4号为水稻基因组研究品系。1996年，我国在国际上率先完成了水稻(籼稻)基因组物理图的构建。
随后，我国科学家发现，国际上同时进行的水稻基因研究不是以籼稻为主，而是以粳稻为主。所以，中国科学家在国际学术交流中一度遇到冷落。因为国际上的一些科学家估计，籼稻的基因组将比粳稻多出10%，研究成本会更大。
面对这种状况怎么办？是单打独战，还是融入世界？在这样的关头，中科院、科技部又以远见卓识决定，在籼稻研究的同时，融入世界，参与国际水稻基因研究合作。1998年，中国与其它10个国家一道，成为国际水稻基因研究计划成员，承担了4号染色体的测序任务。科技部投入巨资，启动这一工作，据称，这是新中国成立以来投入最大的科研项目之一。
由于籼稻与粳稻并重，使得中国在水稻基因研究领域获得全面丰收。今年4月，以华大基因为主的中国科学家，独立完成了籼稻基因组的工作框架图，国际权威的《科学》杂志刊登并介绍了这一研究成果。“今天，粳稻4号染色体的测序精确图又在《自然》上发表，这充分说明，我国水稻基因组研究整体水平已经处于国际领先地位。”科技部副部长李学勇这样评价。
更为有价值的是，韩斌研究组在测序4号染色体的同时，还对另一个亚种籼稻广陆矮4号染色体序列进行了测定，通过对两个品种连续长度达230万个DNA碱基对相应序列的同源比较，首次报道了水稻两个主要栽培稻(籼稻、粳稻)间的基因组成、顺序及DNA基因水平上的一些异同，从而揭示了栽培稻间的一些亲缘关系和进化关系。这是中国科学家在水稻基因研究领域的独到贡献。《自然》审稿人认为：这些数据为将来整个基因水平上的比较提供了一个良好的示范。
(本栏照片为新华社记者张明摄) |
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