农业基因组学重点实验室主要研究方向和内容

1、研究方向

围绕实验室的定位，农业基因组学国家重点实验室将从以下三个方向开展相关研究：

研究方向一：主要农业生物的基因组学研究及核心基因资源的快速挖掘和保护

通过与国内外著名研究院校合作，发挥“国家基因库”建设的巨大优势，收集全球主要农作物、畜禽以及水产等农业生物种质资源。利用新一代测序技术对收集的种质资源进行全面的基因组学分析与研究，绘制基因组图谱及遗传图谱，开展重要作物种质资源亲缘关系普查，利用高密度的分子标记为指导，高效定位重要基因/QTL 位点；借助高通量功能鉴定平台，批量获取基因专利，抢占农业生物育种领域的核心资源。

研究方向二：建立重要农业生物的基因组信息及表型信息数据库，实现重要数据的海量存储与共享

以华大高速计算机及海量数据存储中心为支撑，在开展基因组学研究和重要资源的表型信息收集的基础上，建立我国最大的重要农业生物核心种质资源基因组数据库和表型数据库，为相关研究提供全面、系统、可视化的信息共享、分析和交流平台。

研究方向三：以谷子、水稻为范例开发全基因组分子育种技术系统，快速培育作物新品种

以谷子及水稻的全基因组信息为指导，完善谷子和水稻的高密度分子标记系统，将传统育种与分子生物学技术结合，建立全基因组分子育种技术系统，快速培育谷子和水稻新品种，实现从科学研究到产品开发的贯穿式发展，使基因组学技术成为技术创新和产业发展的强大助推器。

2、主要研究内容

研究方向一：主要农业生物的基因组学研究及核心基因资源的快速挖掘与保护

华大基因拥有的高通量测序及生物信息分析技术平台目前保守的测序通量是 5Tb/天，即相当于人类基因组大小的 1500 倍。重点实验室的建设将充分发挥华大基因在基因组测序和信息分析研究以及“国家基因库”建设的巨大优势，对农业生产中的主要农作物、畜禽以及水产等核心资源启动具有针对性的基因组学研究计划。对于尚未测序但具有重大研究价值的物种开展 de novo 测序；对于已经完成测序，具有参考序列的作物物种，开展更大规模的重测序计划；利用转录组、表观遗传学等多种手段，深入剖析遗传背景，利用基因组学技术探索科学规律，发掘基因组中的核心资源，绘制基因组图谱及高密度遗传图谱，快速定位重要基因/QTL 位点，并通过高通量转基因技术进行功能验证，申请基因专利，实现对重要农业生物核心基因资源的快速挖掘和保护，为分子育种研究提供重要基础。

通过与国内外同行开展以优势互补为基础的紧密合作，现已启动的研究项目包括：

（1）与中国农业科学院、国际水稻研究所（IRRI）共同开展大规模全球水稻核心种质重测序研究计划；

（2）与墨西哥小麦与玉米改良中心（CIMMYT）共同启动大规模玉米核心种质重测序研究计划；

（3）开展杂交谷子、谷子核心种质及近缘种群的重测序研究及重要性状相关基因发掘与保护；

（4）与湖南杂交水稻研究中心联合启动的以超级稻重要育种群体为材料的基因组学分析，开展重要基因/QTL 位点发掘及超级稻定向育种改良等。

研究方向二：建立重要农业生物的基因信息数据库，实现重要育种数据的海量存储与共享

物种资源所蕴藏的基因资源是人类共同的财富，其中庞大的海量信息是未来生物经济时代有待开发的巨大宝库。但这些海量的数据不但数量庞大、并且十分复杂，必须依靠全世界的科研力量共同开发。华大基因在完成重要农业物种基因组测序计划的同时，将建立相关物种基因组信息数据库（Genome Database，GDB），对数据进行存储和系统管理的同时，通过互联网实现相关信息的共享。此外，以水稻为示范，在收集重要水稻资源及育种材料的表型数据的基础上，建立水稻资源的表型数据库，最终建立水稻核心资源的基因型-表型数据库（Genotype-Phenotype Database，GP 库），并进行远程访问和用户界面的初步优化，为国内外育种研究提供丰富的育种数据，成为中国乃至全球重要的水稻基因组和育种数据输出端口。

研究方向三：以谷子、水稻为先导开发全基因组分子育种技术系统，快速培育作物新品种

针对我国农业发展对育种技术创新的迫切需求，以谷子、水稻全基因育种项目为先导，以谷子及水稻全基因序列信息为指导，构建相关物种的高密度分子标记系统，以高度连锁的重要性状相关分子标记为指