Вчені університету штату Айова намагаються розгадати головоломку генетики кукурудзи
Нещодавно зібрані геноми 26 різних генетичних ліній кукурудзи ілюструють багату генетичну різноманітність цієї культури і допоможуть краще зрозуміти, які генетичні механізми впливають на особливості тих чи інших сільськогосподарських культур.
Картування 26 геномів детально описано в статті, опублікованій в журналі Science.
Один з авторів наукової роботи-Метью Хаффорд, доцент кафедри екології, еволюції та біології організмів Університету штату Айова. На думку дослідника, використовуючи нові геноми в якості свого роду довідкових матеріалів, вчені-рослинники можуть краще відбирати гени, які можуть привести до підвищення врожайності або стресостійкості.
Першим геномом кукурудзи, який був виділений, відомий як B73. Патрік Шнейбл, директор Інституту наук про рослини ISU, і Дорін Уер, професор лабораторії Колд-Спрінг-Харбор і науковий співробітник Міністерства сільського господарства США, очолили роботу по збірці геному, яка була завершена в 2009 році. З тих пір B73 служив основним еталонним геномом для кукурудзи, а кілька додаткових геномних збірок стали доступні тільки в останні кілька років. Це означає, що вчені мають обмежене розуміння генетичних послідовностей в інших геномах кукурудзи, яких немає в B73.
"Хоча перший геном був безцінним, надаючи початковий список деталей та часткову схему з'єднання, ми знали, що це не було повним", - сказав Уер. «Було вкрай важливо розробити інші посилання на геном, щоб зрозуміти генетичну архітектуру, що лежить в основі важливих сільськогосподарських ознак".
Але 26 геномів, відображених у новому дослідженні, охоплюють широкий спектр генетичного різноманіття, від попкорну до солодкої кукурудзи та польової кукурудзи в різних географічних та екологічних умовах. Це дає набагато більше довідкових даних для вчених, які вивчають генетику кукурудзи в пошуках цілей, які могли б привести до підвищення врожайності.
Метью Хаффорд зазначив, що сама генетична різноманітність, присутня в кукурудзі, створює серйозні перешкоди для збирання нових геномів. Він сказав, що 85% геному цієї сільськогосподарської культури складається з транспонованих елементів, або шаблонів, які повторюються по всьому геному. Хаффорд порівняв ці переміщувані елементи з головоломкою, в якій переважна більшість шматочків мають один колір. Це повторення ускладнює розуміння того, як частини поєднуються один з одним.
За словами Хаффорда, технологічні досягнення надали дослідникам саме ті інструменти, які необхідні для подолання цих перешкод. Нова технологія послідовності дозволяє читати довші послідовності, що означає, що частини головоломки, швидше за все, містять підказки, які дозволяють вченим правильно їх розташувати.
Нова технологія може навіть дозволити зібрати пангеном або геномне посилання, яке охоплює всю різноманітність, присутню в кукурудзі.
Дослідження фінансувалося програмою досліджень геному рослин Національного наукового фонду. У роботі взяли участь в цілому 46 авторів з лабораторій Хаффорда і Цзяньміна Юя в штаті Айова.
Також читайте:
- Дослідники визначили ген, який регулює кут росту коренів кукурудзи
- Дослідження: неонікотиноїди шкідливі для запилювачів в будь-якій кількості
- МРТ коренів сільськогосподарських культур відкривають нові можливості для сільського господарства
- Швейцарські вчені випробовують новий біоінсектицид проти кукурудзяної совки