■新闻缘起
近期由中国农业科学院蔬菜花卉研究所和油料作物研究所、深圳华大基因研究院主导，英国、韩国、加拿大、美国、法国、澳大利亚等国家组成的“白菜基因组测序国际协作组”（Brassica rapa Genome Sequencing Project Consortium，BrGSPC）共同合作完成了白菜全基因组测序，研究成果在线发表于国际权威学术期刊《自然—遗传学》，这标志着我国以白菜类作物为代表的芸薹属作物基因组学研究取得了国际领先的地位，这项成果对白菜类作物和其他芸薹属类作物的育种具有重要意义。
古往今来，白菜一直深受人们喜爱。著名国画大师齐白石老先生有一幅写意的大白菜图，题句说：“牡丹为花中之王，荔枝为百果之先，独不论白菜为蔬之王，何也。”于是“菜中之王”的美名不胫而走，流传开来。
中国的老百姓，特别是中国北方老百姓，对白菜有特殊的感情。经济困难的时期，大白菜是整个冬季唯一可吃的蔬菜，一户人家往往需要储存数百斤白菜以应付过冬；快到冬天时，阳台、地下室放得全是大白菜。醋溜白菜、白菜炖豆腐、腌白菜、上汤白菜，都堪称经典。
据报道，由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构F1000（Faculty of 1000 Medicine），推荐白菜基因组为近期最受关注的基因组测序研究之一。基因组研究选择了白菜，也是因为白菜独具“菜中之王”的美名吗？是平时我们吃的大白菜吗？白菜基因组研究让人们可以更多的了解白菜吗？白菜有其他的用途吗？带着这些问题，科技日报记者采访了中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员王晓武。
———— 此白菜非彼白菜 ————
我国是世界最大的白菜生产国，目前大白菜和小白菜栽培面积已超过400万公顷，总产量约12000万吨，在我国的蔬菜供应中具有举足轻重的地位。白菜在韩国、日本以及东南亚各国也是主要的蔬菜。
这里说的白菜是我们吃的大白菜、小白菜、洋白菜的哪一种呢？专家介绍说，此次测序的是大白菜，这个序列是白菜类蔬菜的一个代表，其他类型的白菜也可以用这个序列做共同的参照。可以参照大白菜基因组的作物主要是指十字花科芸薹属蔬菜，具体包括北方耐储存的大叶大白菜、绿色叶子的小白菜、圆形的洋白菜、生长于南方的菜薹（菜心）、形状酷似萝卜的蔓菁等形态各异的一大类蔬菜。
与最早完成测序作物拟南芥是“近亲”
对于为何选择白菜作为基因组研究对象，王晓武介绍说选择白菜出于三方面的原因。首先，白菜是我国种植面积最大的蔬菜作物，从加快优良品种培育的角度，基因组研究是必要的基础工作。第二，白菜的祖先种与模式物种拟南芥非常相似，它们大约在1300—1700万年前发生了分化，两者依然维持着良好的基因之间的线性对应关系。通过与已知基因组进行比较，将省去在未知中的探索，节约大量的研究经费和时间的投入。第三，油菜是一种复杂的植物作物，具有A、C两个基因组，其中A基因组即是白菜基因组，白菜基因组研究将给下一步复杂作物基因组研究奠定基础。
———— 基因组研究解读白菜形态迥异 ————
白菜基因组测序工作先后耗时1年。在完成白菜基因组组装的基础上，研究人员进一步开展了白菜基因组注释、比较基因组学、基因组进化和各种相关的生物学分析。后续开展了生物信息分析，直到今年7月公布了基因信息分析研究结果。
研究发现白菜经历两次进化
研究发现白菜基因组存在3个类似但基因密度明显不同的亚基因组，其中一个亚基因组密度显著高于另外两个亚基因组，推测白菜基因组在进化过程中经历了两次全基因组复制事件与两次基因丢失的过程。
王晓武向记者解释道，基因组复制和基因丢失是自然界物种进化的一种重要方式。举例来说，基因组复制是指，遗传细胞携带的全部遗传物质增加一倍，形成了新的个体，新个体则具有了相对于原物种两倍的基因数量；基因丢失是指，相同或相似功能的基因发生重复之后，大多数重复的基因会自然死亡。经过基因复制与基因丢失，新个体就产生了与其父辈不同的性状。
生长素基因扩增使白菜形态迥异
研究还发现，白菜在基因组发生复制之后，与器官形态变异有关的生长素相关基因发生了显著的扩增，白菜基因组复制导致了许多与形态变异有关的基因保留更多拷贝，这可能是白菜类蔬菜具有丰富的根、茎、叶形态变异的根本原因，这一成果对研究不同产品器官的形成与发育具有重要价值。
———— 为育种工作“踩点” ————
基因组研究的目的在于，给培育高品质作物品种提供“地图”。没有基因组研究基础时，对基因的分析与标记是模糊的，只能是通过多次实验观察来弥补。现在的技术允许研究人员对基因进行详细分析，并对性状相关基因片段进行准确标记，为育种工作提供挖掘宝藏的地图。
白菜有可能变成抗癌蔬菜
与白菜同属十字花科芸薹属蔬菜的甘蓝，含有一些特殊的硫化物，具有防癌作用，而白菜却不含有该物质。王晓武说，研究发现，白菜在产生抗癌物质的同时，会产生一种酶，将其转化为另外一种无抗癌功能的物质。通过基因组研究，发现了产生这种特定酶的基因，通过破坏这些基因，就能够将白菜变成一种含抗癌物质的蔬菜。
抗病基因根治蔬菜病害
根肿病是目前在农作物特别是蔬菜中流行的一种土传病害，在我国主要危害大白菜、青菜、芥菜等十字花科蔬菜，此种真菌在土中可存活10年以上，蔓延速度也很快。使用药物可以对这种真菌抑制，但毒性很大。通过基因组研究，加快了抗根肿病基因的应用，利用抗病基因来根治这种病害比用药更安全。
■延伸阅读
白菜基因组研究历程
2002年，韩国筹集2500万美元启动白菜基因组测序研究，并于次年与很多国家一同建立了白菜基因组测序联盟。
2008年，韩国完成2条白菜染色体测序。
2008年10月，中国启动以Solexa技术为核心的新白菜基因组测序计划。2009年1月，中国白菜基因组项目完成基因组草图测序。
2009年3月，BrGSP成员与中国白菜基因组项目组协商中国项目的地位， BrGSP最终决定终止全部测序工作。
2009年9月，完成白菜基因组测序，BrGSP确认中国项目序列为白菜基因组参照序列。
2010年7月，建立BRAD网站（http://brassicadb.org/brad/），对外公布了测序结果。
