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来自西班牙的科学家小组已经公布了首例橄榄树完整基因组。测序标本是西班牙法尔加（Farga）品种，该标本树木树龄超过1,200岁。这项工作将用于遗传改良以提高地中海地区经济和饮食中两大关键产品，橄榄和橄榄油的产量。
Scott Edmunds 2016年6月28日
助力农业基因组学革命
橄榄树是大约在6000年前第一批被驯化的树木，而橄榄油的生产早在公元前2500年就已有文字记载。橄榄油用途众多，包括被用于油灯燃料、医药和仪式中的涂抹物。
尽管具有悠久的历史和重要的经济意义，截至目前，橄榄树仍不是遗传密码已被确定的众多植物种类中的一员。以此种形式了解其遗传指令帮助我们了解橄榄之间的不同种类、树型大小和风味，其树龄长久的原因或者其能够适应旱地种植的原因等因素。除了基因组量巨大而难以完成绘制的农作物，如小麦，多数主要农作物的基因组均已被测序完成并公布，且多数情况下，已使用新一代长读取技术重复测序，目的在于提供更高质量的参照。
作为地中海杰出的象征，橄榄本身也对地区经济至关重要。每年，地中海地区生产接近三百万吨橄榄油用于当地消费和出口。目前，来自巴塞罗那基因组调控中心(CRG)，皇家植物园 (CSIC-RJB)和国家基因组分析中心 (CNAG-CRG)的研究人员团队通过对这一物种进行完整基因组测序让人们更加接近橄榄树的基因之谜。该测序成果刚与我处发表，为新研究铺平了道路。这些研究将在橄榄树进化过程中为其提供帮助，并保护它们免受现正造成重大损失的感染，诸如橄榄树快速衰落综合症和黄萎病，的侵袭。
“毫无疑问，橄榄树是地中海象征性的树木，而改善其植物品种又是十分困难的，因为你必须等至少12年才能看出橄榄树将有什么形态特征以及该形态特征是否值得杂交培育”，本论文主要作者Toni Gabaldón（ICREA研究教授和CRG比较基因组实验室负责人）谈到。“知道橄榄树的基因信息将有助我们提高橄榄油和橄榄产量，这有关西班牙经济的发展”，他补充说。
依靠开放数据、私有资金支持公共科学
四年前，Gabaldón与Pablo Vargas，一名在皇家植物园工作的CSIC研究人员，共事，工作内容为汇报关注濒危物种诸如西班牙猞猁的项目的科学成果，这项工作由西班牙桑坦德银行资助。当时，该银行对资助西班牙科研项目表示了极大的兴趣。在汇报过程中，Pablo Vargas向桑坦德银行后来的主席Emilio Botín提议对橄榄基因组进行完整测序。由此签订了一项开展首次橄榄树DNA完整测序的合同，并由Vargas协调此项为期三年的研究尝试。
将橄榄纳入基因组时代，这项举措已经将对这一古老作物的研究推入“大数据”的舞台。根据在CNAG-CRG工作的Tyler Alioto所述，“针对这个基因组的研究已经产生了13.1亿个文字以及超过1,000 GB数据。我们十分惊奇的发现，我们已经检测到56,000多个基因，明显超过已测序基因组的相关作物中检测到的基因数量，并且是人类基因组包含基因数量的两倍”。
尽管资金来自私人渠道，为了能够令科学家和橄榄种植户最大化利用研究成果，该项目的所有成果都已被公开。所有序列、转录组数据和结果都已成为开放资源并通过公共信息库，包括我们的GigaDB数据库，进入公共领域。
阐明生命之树的秘密
从地中海饮食中得知橄榄油可能延长寿命的益处使得橄榄油市场蓬勃发展，与此同时，橄榄树本身也令我们对长寿的秘诀以及人类迁徙至地中海地区的历史本身管窥一斑。被测序的特定标本被命名为“桑坦德”，是一棵具有1,200年树龄的法尔加品种，常见于西班牙东部（附图）。除了橄榄基因组完整测序，研究人员还将其DNA与其他品种，诸如野生橄榄树，进行比较。他们进一步发现了转录组，决定树叶、树根和果实在不同成熟阶段在遗传表达层面存在何种区别的表达基因。
下一步，研究人员说，将是解密这棵自从青铜器时代便成为古世界文明一部分的橄榄树的进化史。在那个时代，驯化野生橄榄树而得到今日我们所见橄榄树的进程在地中海东部地区业已开始。随后，在不同地中海国家中发生的选择过程使得我们得到了现今将近1,000个不同品种。
了解来自不同国家的橄榄树的进化过程将令了解其起源并发现能够令其适应异常多样环境条件的关键所在成为可能。这还将帮助发现其异常长寿背后的原因，鉴于橄榄树可以存活3,000到4,000年。
都已生存了一段时间，具体寿命取决于其有限的生命预期。这是首次测序已经存活1,000余年，且极有可能将继续生存1,300年的个体的DNA”，Gabaldón和Vargas补充道。
推进精准农业
水稻基因组在十多年前的公布已经显示了具有可公开获取参照基因组对农业发展的帮助。水稻研究在出版物、数量性状位点（QTL）以及克隆创造方面都取得了长足的进展，使得其超越了早前与其旗鼓相当的小麦研究领域，该研究仍然缺少公共领域参照基因组。希望拥有橄榄基因组将使得橄榄研究和繁育遵循类似的轨迹。
近期多数基因组学研究的重点一直放在将其使用在临床环境中的“进准医药”上，而很少有人关注其正将“精准农业”带往何处。在世界八分之一的人口生活在极端饥饿和贫穷，且世界人口预计在2050年达到96亿的情况下，这个问题同样是当务之急。创造新资源以促进作物产量，降低环境影响，并开发产量高、营养价值高且能够在日益恶劣的环境中顺利成长的作物的需求巨大。
随着呈现3,000水稻基因组的三千水稻集合论文以及将水稻基因组数据数量翻两番的13TB序列数据进入公共领域，水稻研究领域的发展仍在继续。今年自本成果公布以来，经处理数据和结果在量级上又迈上了新的台阶，现可获取作为公共AWS数据集托管的超过100TB的资料。利用这一个数据驱动的方式，培育者现可充分利用这些基因业已明确的品种，以开发并维护能够适应不同环境的最佳杂交品种。然而，要达成这一目标仍然需要一个附加要素：能够令研究人员和培育人员将这些不同品种之间的基因型与表现型（物理性状）直接联系起来的信息。这就是为什么在促进遗传信息传播之外，我们正试图完成这项工作以进一步促进精准农业：利用“大数据”分型技术，诸如卫星和无人机、成像技术、间隔拍摄、形态测量和器官级别形态组学，获取数据。我们最近推出了《Plant Phenomics: Data Integration and Analyses》特别系列新书，您可以从系列新书内容以及近期编者特邀博客中获取更多信息。如您有重要的植物基因型以及表型数据且您希望以此方式进行传播，请与我们联系。
“这一树龄使得我们测序的橄榄树实际上成为了一棵活化石”，Gabaldón说。“迄今为止，所有被测序的个体，从被分析的果蝇到首个人类，都已生存了一段
