中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心）

簡(jiǎn)介

（圖）中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心

基因中心現(xiàn)有研究人員42名，其中副高以上研究人員4人，博士研究生15名，在職研究生8名。研究部門由三部分組成：測(cè)序部、生物技術(shù)部、生物信息學(xué)部。目前，基因中心已向公共數(shù)據(jù)庫(kù)遞交了超過(guò)5千萬(wàn)堿基的水稻基因組DNA 序列數(shù)據(jù)。今后基因中心將以水稻以及其他動(dòng)植物和微生物基因組為研究方向，開展功能基因組研究。

研究領(lǐng)域

基因中心目前的研究領(lǐng)域主要集中在水稻的基因組測(cè)序、比較基因組分析及功能基因組研究：

水稻

水稻秈粳稻精細(xì)物理圖的構(gòu)建

水稻秈粳稻四號(hào)染色體的精確序列測(cè)定和序列分析

水稻秈稻和野生稻BAC末端序列測(cè)定

秈粳稻比較基因組學(xué)研究

水稻比較基因組和功能基因組學(xué)

水稻4號(hào)染色體特異DNA芯片的研制及其基因表達(dá)譜的繪制

水稻全長(zhǎng)cDNA庫(kù)的構(gòu)建和序列分析

水稻T－DNA插入突變體庫(kù)插入位點(diǎn)的序列測(cè)定和數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

水稻重要生物學(xué)功能基因的鑒定

建立以第二代測(cè)序儀為基礎(chǔ)的高通量功能基因組研究技術(shù)體系

生物信息學(xué)研究

基因組水平上基因注釋相關(guān)軟件開發(fā)及平臺(tái)建立

水稻秈稻cDNA數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建及其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

水稻高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析（包括秈粳稻重組自交系的基因型鑒定、水稻核心種質(zhì)的深度測(cè)序數(shù)據(jù)分析、水稻轉(zhuǎn)錄組

據(jù)分析等）及其它相關(guān)數(shù)據(jù)分析

創(chuàng)新工作

“水稻基因一號(hào)和四號(hào)染色體沖破了終點(diǎn)線”——2002年11月21日出版的英國(guó)《自然》雜志的封面刊出了這一要目，這期雜志同時(shí)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)家完成的水稻第四號(hào)染色體精確測(cè)序和日本科學(xué)家完成的第一號(hào)染色體精確測(cè)序的研究結(jié)果，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心韓斌的論文題為《水稻基因組第四號(hào)染色體序列及分析》。這是中科院開展知識(shí)創(chuàng)新工程以來(lái)，我國(guó)植物分子生物學(xué)領(lǐng)域首次在《自然》雜志上發(fā)表研究論文。

出色的創(chuàng)新工作

水稻是最重要的糧食作物之一，全世界二分之一以上的人口以水稻為主食，我國(guó)也是進(jìn)行水稻栽培最早的國(guó)家之一。同時(shí)，在谷類作物中，水稻又因?yàn)槠浠蚪M最小而被國(guó)際上廣泛選為模式作物，進(jìn)行基因組測(cè)序和功能基因組研究。水稻共由12條染色體組成。12條染色體上附著的成千上萬(wàn)個(gè)基因蘊(yùn)藏著高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、美味香甜、抗病抗蟲、耐旱耐澇等極為豐富的遺傳密碼。一旦完成每條染色體的精確測(cè)序，就等于打開了下一步深入研究水稻基因功能、破譯水稻遺傳密碼的大門，將為水稻及其它農(nóng)作物利用遺傳途徑改良品種提供分子遺傳基礎(chǔ)。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心等單位的科研人員，采用克隆步移法完成了對(duì)水稻粳稻基因組第四號(hào)染色體全長(zhǎng)序列的精確測(cè)定。第四號(hào)染色體的序列，全長(zhǎng)共有3500萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，精確度為99.99%，覆蓋染色體全長(zhǎng)序列98%(僅留下7個(gè)小的空洞)，達(dá)到了國(guó)際公認(rèn)的基因組測(cè)序完成圖的標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)工作對(duì)國(guó)際水稻基因組計(jì)劃測(cè)序工作的貢獻(xiàn)率達(dá)10%。這是我國(guó)迄今為止完成的最大的基因組單條染色體的精確測(cè)序，標(biāo)志著我國(guó)在大基因組測(cè)序方面已經(jīng)具備構(gòu)建完成圖的繪制能力，成為基因組學(xué)研究強(qiáng)國(guó)之一。

中國(guó)科學(xué)家在完成序列精確測(cè)定的同時(shí)，還對(duì)水稻四號(hào)染色體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能分析。共鑒定了4658個(gè)基因，并注釋在染色體的準(zhǔn)確位置上，為進(jìn)一步鑒定這些基因的功能奠定了基礎(chǔ)；完整地測(cè)定了水稻四號(hào)染色體的著絲粒的序列；發(fā)現(xiàn)并鑒定了一些重復(fù)序列在染色體上的特異分布規(guī)律及與基因的位置關(guān)系；鑒定了四號(hào)染色體上基因簇的分布及預(yù)測(cè)了基因與基因之間潛在的協(xié)同關(guān)系。

此外，他們還對(duì)水稻的另一個(gè)亞種秈稻廣陸矮四號(hào)染色體序列進(jìn)行了測(cè)定，首次通過(guò)對(duì)兩個(gè)品種連續(xù)長(zhǎng)度達(dá)230萬(wàn)個(gè)DNA堿基對(duì)相應(yīng)序列的同源比較，報(bào)道了水稻兩個(gè)主要栽培稻(秈、粳亞種)間在基因組成、順序及DNA序列水平上的一些異同，揭示了栽培稻之間的一些親緣和進(jìn)化關(guān)系。

水稻基因組四號(hào)染色體的序列分析結(jié)果及今后的功能基因組研究，可獲得大量的水稻遺傳信息和功能基因，為培育具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害、抗逆等優(yōu)良性狀的水稻新品種打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)，此項(xiàng)測(cè)序成果還有助于了解小麥、玉米等其它重要糧食作物基因組中的相關(guān)信息，從而推動(dòng)整個(gè)農(nóng)作物基因組的研究。

國(guó)內(nèi)外的大合作

國(guó)際水稻基因組測(cè)序計(jì)劃啟動(dòng)于1998年，由政府和其它公共資金支持，中國(guó)、日本、美國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、印度、中國(guó)臺(tái)灣等11個(gè)國(guó)家和地區(qū)共同發(fā)起并承擔(dān)了這項(xiàng)龐大的科研任務(wù)。這是繼人類基因組計(jì)劃后的又一重大國(guó)際合作的基因組研究項(xiàng)目，各成員單位根據(jù)各自國(guó)家支持情況按染色體或部分區(qū)段劃分，分別承擔(dān)一定的測(cè)序任務(wù)，協(xié)同完成水稻全部基因組的精確測(cè)序工作，最終序列的誤差率要求低于萬(wàn)分之一。4年后，中國(guó)承擔(dān)的第四號(hào)染色體和日本承擔(dān)的第一號(hào)染色體的測(cè)序工作率先得以圓滿完成。

中國(guó)大陸承擔(dān)的是第四號(hào)染色體的測(cè)序任務(wù)，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心負(fù)責(zé)。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，國(guó)家人類基因組南方研究中心、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、揚(yáng)州大學(xué)等參與了合作研究。

根據(jù)國(guó)際水稻基因組織的協(xié)議，其成員必須將測(cè)序的所得數(shù)據(jù)提供給公共基因庫(kù)，同時(shí)，也可以分享他人的數(shù)據(jù)和有關(guān)這一領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)與成果。這就意味著，中國(guó)水稻基因的測(cè)序研究奉獻(xiàn)了10%的工作量，卻擁有了分享另外90%成果的資格，成為國(guó)際合作的參加者和受益者。

國(guó)家基因研究中心在測(cè)序過(guò)程中，需要大量的探針，中國(guó)暫不具備成熟的產(chǎn)品。而日本從1992年就開始研究，探針的技術(shù)與產(chǎn)品已相當(dāng)完備和成熟。根據(jù)協(xié)議，國(guó)家基因研究中心因此獲得了最好的探針，提高了測(cè)序的準(zhǔn)確性。

國(guó)家基因研究中心年輕的研究隊(duì)伍也在國(guó)際合作中得到鍛煉和提高。他們利用國(guó)際合作的機(jī)會(huì)，先后到日本、美國(guó)、韓國(guó)等著名實(shí)驗(yàn)室工作與學(xué)習(xí)，瞄準(zhǔn)了國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，迅速跟蹤世界分子生物學(xué)的先進(jìn)水平，獲得了與前沿對(duì)話的機(jī)會(huì)。

從劍橋回來(lái)的的學(xué)科帶頭人

韓斌是該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人并以唯一通訊作者的身份在《自然》雜志上署名。韓斌現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院國(guó)家基因研究中心主任、研究員，并于2002年7月起任植物生理生態(tài)研究所副所長(zhǎng)。韓斌1963年4月15日出生。1992年獲英國(guó)John?Innes中心博士學(xué)位，從事植物病原菌分子遺傳學(xué)研究。1992年10月至1998年10月在英國(guó)劍橋大學(xué)植物科學(xué)系做博士后，從事植物病原菌分子遺傳學(xué)研究。1997年3月至1998年5月在英國(guó)劍橋MRC人類基因組研究資源中心Fugu魚基因組合作研究進(jìn)行合作研究。??1998年10月，35歲的韓斌從英國(guó)劍橋大學(xué)植物科學(xué)系應(yīng)聘到中科院國(guó)家基因研究中心工作，成為我國(guó)水稻基因組研究的一名青年人才。4年來(lái)，他以高度的責(zé)任心和強(qiáng)烈的進(jìn)取精神積極投身于國(guó)家的生命科學(xué)研究事業(yè)，特別是近兩年來(lái)，他帶領(lǐng)中心員工團(tuán)結(jié)一致、努力拼搏、敢于創(chuàng)新，取得了重大科技創(chuàng)新成果，為我國(guó)水稻基因組研究在世界上占有一席之地做出了突出貢獻(xiàn)。?2001年2月，韓斌開始負(fù)責(zé)中心工作時(shí)，中心的水稻基因組測(cè)序項(xiàng)目正受到極大挑戰(zhàn)，國(guó)際上日本和美國(guó)的進(jìn)度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我國(guó)。韓斌知難而上，勇于開拓、銳意創(chuàng)新，和其他專家一起，及時(shí)調(diào)整部署，制訂了合理的工作路線和步驟，為項(xiàng)目的順利完成提供了正確的思路和方向。在科研工作中，韓斌十分重視國(guó)內(nèi)外合作，多次聘請(qǐng)?jiān)擃I(lǐng)域國(guó)際知名專家學(xué)者來(lái)中心講學(xué)、交流，使中心的科研水平在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了巨大的飛躍，同時(shí)對(duì)科研后備人才的培養(yǎng)起到了很好的引導(dǎo)作用。他團(tuán)結(jié)了一批年輕有為的科研人員，夜以繼日地加班加點(diǎn)，自己經(jīng)常是工作到凌晨才回家，為青年職工樹立了良好的榜樣。作為中心的領(lǐng)導(dǎo)，韓斌十分注意協(xié)調(diào)各部門的工作，經(jīng)常召集各部門一起討論工作，商量對(duì)策；對(duì)于工作中出現(xiàn)的矛盾和誤解及時(shí)疏導(dǎo)，避免其對(duì)工作的影響。對(duì)年輕科研人才，韓斌以人為本，積極挽留，想方設(shè)法提高他們的待遇；而對(duì)自己，韓斌嚴(yán)格要求，經(jīng)常加班卻從不要補(bǔ)貼，表現(xiàn)出無(wú)私的奉獻(xiàn)精神。

具有創(chuàng)新精神的年輕隊(duì)伍

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家基因研究中心成立于1992年由中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)科學(xué)院、上海市政府共同支持建立。中心現(xiàn)有研究部門包括DNA測(cè)序組、物理圖構(gòu)建組、功能基因研究組、生物信息組和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組五部分，現(xiàn)有研究人員60名左右，其中博士研究生10名。中心以水稻基因組研究為突破口，主要開展動(dòng)植物、微生物的結(jié)構(gòu)和功能基因組研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)探索。

國(guó)家基因研究中心中心先后參與4號(hào)染色體測(cè)序工作的研究人員達(dá)到了60多人，主要是一批平均年齡不到30歲的朝氣蓬勃的年輕人。在韓斌主任的帶領(lǐng)下，基因中心形成了一支具有創(chuàng)新精神的年輕隊(duì)伍，形成了創(chuàng)新文化的氛圍，而這正是順利完成測(cè)序任務(wù)的重要基礎(chǔ)。

基因中心開始大規(guī)模測(cè)序時(shí)，由于起步較晚，技術(shù)上的難度較大，加上國(guó)內(nèi)外公司的競(jìng)爭(zhēng)和炒作，以及資金的短缺和到位不及時(shí)，一度陷入非常被動(dòng)的局面。面對(duì)這些困難，中心領(lǐng)導(dǎo)一方面及時(shí)調(diào)整人員結(jié)構(gòu)和福利待遇，穩(wěn)定了一支平均文化程度本科以上、平均年齡不到30歲的年輕科研隊(duì)伍；另一方面堅(jiān)持“以人為本”，制訂了科學(xué)合理的制度和措施，提高了科研工作的質(zhì)量和效率。經(jīng)過(guò)一系列調(diào)整，中心形成了“一切為科研項(xiàng)目服務(wù)”的良好氛圍，科研人員不計(jì)個(gè)人利益，主動(dòng)加班加點(diǎn)。在工作最緊張的幾個(gè)月里，保證了測(cè)序儀器的24小時(shí)工作。各部門密切協(xié)作，及時(shí)溝通信息，始終保持良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。大家對(duì)工作中遇到的問(wèn)題積極獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，為許多困難的解決做出了巨大貢獻(xiàn)。通過(guò)這支年輕隊(duì)伍的不懈努力，國(guó)際水稻基因組計(jì)劃四號(hào)染色體的測(cè)序，從2001年4月加快了步伐，先完成了精細(xì)物理圖，然后根據(jù)物理圖采用克隆步移法大規(guī)模測(cè)序，繪制基因組完成圖。2002年初，中心終于迎頭趕上，與日本同行一起，率先完成了水稻單條染色體的測(cè)序工作，之后同時(shí)在英國(guó)《自然》期刊發(fā)表了論文，為國(guó)家爭(zhēng)得了的榮譽(yù)。