Международная группа, возглавляемая Исследовательским центром фенотипирования и визуализации растений (P2IRC) Университета Саскачевана (США) и исследователи из агентства Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) расшифровали полный геном растения черной горчицы – исследования, которые будут продвигаться вперед выращивание масличных горчичных культур и создание основы для улучшения селекции пшеницы, канолы и чечевицы.
[penci_related_posts title=”Вам также может быть интересно” number=”4″ style=”list” align=”none” displayby=”cat” orderby=”random”]
Команда, возглавляемая исследователями P2IRC Эндрю Шарпом и Изобель Паркин, использовала новую технологию секвенирования генома (Nanopore), которая приводит к очень длинным «считываниям» последовательностей ДНК и РНК, предоставляя информацию для селекции сельскохозяйственных культур, которая ранее была недоступна. Результаты опубликованы сегодня в журнале Nature Plants .
«Эта работа предоставляет новую модель для построения других сборок генома для таких культур, как пшеница, канола и чечевица. По сути, это рецепт для создания последовательности генома, которая работает для любой культуры», – сказал Шарп, директор P2IRC.
«Теперь мы знаем, что можем получить такое же качество геномных данных и уровень информации о генетических вариациях для этих важных национальных и международных культур. Это означает, что мы можем сделать селекцию более эффективной, потому что мы можем более легко отбирать гены по конкретным желаемым признакам».
Шарп сказал, что его команда уже использует эту программную платформу в лаборатории Omics и Precision Agriculture Lab (OPAL) Глобального института продовольственной безопасности США (GIFS) для секвенирования более крупных и сложных геномов сельскохозяйственных культур.
Черная горчица (Brassica nigra), обычно используемая в виде семян в качестве кулинарной специи, выращивается на индийском субконтиненте и тесно связана с культурами горчицы и канолы, выращиваемыми в Канаде. Исследование дает более четкое представление о генах растения с «высоким разрешением» и дает исследователям и селекционерам более четкое представление о том, какие гены отвечают за какие признаки.
Полученная в результате сборка генов черной горчицы также помогает объяснить, чем геном черной горчицы отличается от геномов ее близких родственников, таких как капуста, репа и рапс.
Команда также обнаружила первые прямые доказательства функциональных центромер, структур на хромосомах, необходимых для фертильности растений, и обнаружила другие, ранее трудно идентифицированные области генома. Эти знания создают основу для улучшения растениеводства.
Паркин, адъюнкт-профессор USask и член P2IRC, сказал, что использование данных о последовательностях длительного считывания позволило получить беспрецедентный доступ к ранее скрытым особенностям геномов растений.
«Это не только дает представление о том, как развиваются сельскохозяйственные культуры, но и позволяет идентифицировать новые структурные вариации, которые, как теперь известно, играют важную роль в контроле многих ключевых агрономических признаков», – сказал Паркин, также ведущий научный сотрудник исследовательского центра AAFC в Саскатуне.
Они также обнаружили в последовательности несколько копий определенных генов, которые выражают определенные признаки. Это может означать, что определенные признаки, такие как устойчивость к грибам, могут быть сильнее выражены через несколько генов.
Среди других членов команды USask – исследователь GIFS Захра-Кэти Наваби и специалист по биоинформатике Чу Шин Ко. Среди других членов группы – Сампат Перумал, научный сотрудник с докторской степенью по Паркин, а также другие сотрудники из Университета Оттавы, Университета Томпсон Ривер, Национального исследовательского совета и исследователи из Великобритании и Китая.
«Разработанная нами сборка генома черной горчицы является прекрасным примером того, как новая технология секвенирования нанопор быстро выявляет важную биологию генома» , – сказал Шарп, отметив, что эта передовая технология и возможности секвенирования доступны государственным и частным организациям по селекции растений через OPAL на гифках.
Источник: Университет Саскачевана
Фото: Университет Саскачевана