Кодът на пшеницата е разчетен

Международният консорциум за секвениране на генома на пшеницата (IWGSC) публикува наскоро в научното списание „Science“ подробно описание на генома на хлебната пшеница, най-широко култивираната култура в света. Това проучване е основа за създаване на сортове пшеница, по-добре адаптирани към климатичните промени, с по-високи добив и повишено хранително качество.

Научната статия, създадена от повече от 200 учени от 73 научноизследователски института в 20 страни, представя референтния геном на хлебната пшеница. ДНК последователностти, наредени по протежение на 21 пшенични хромозоми, са най-висококачествено секвенирания геном на пшеницата досега Той е резултат от 13-годишни съвместни международни изследвания.

Ключова култура за продоволствената сигурност, пшеницата е основната храна на повече от една трета от човечеството и осигурява почти 20% от общите калории и протеини, консумирани от хората по света, повече от всеки друг източник на храна. Тя също така служи като важен източник на витамини и минерали.

За да посрещне бъдещите потребности на очакваното население от 9,6 милиарда до 2050 г., производителността на пшеницата трябва да се увеличи с 1,6 % всяка година. За да се запазят биологичното разнообразие, водата и хранителните ресурси, по-голямата част от това увеличение трябва да се постигне чрез подобряване на културата върху обработваемата понастоящем земя, вместо да се заделят нови земи за отглеждане.

Със секвенирания референтен геном на пшеницата, животновъдите разполагат с нови инструменти за справяне с тези предизвикателства. Те ще могат да идентифицират по-бързо гените и регулаторните елементи, които са в основата на сложните признаци като добив, качество на зърното, устойчивост към гъбични заболявания и толерантност към абиотичен стрес и да произвеждат по-устойчиви сортове пшеница.

Очаква се секвенирания референтен геном да ускори подобрението на пшеницата през следващите десетилетия, като ползите ще са подобни на тези, наблюдавани при царевицата и ориза след секвенирането на техните референтни геноми.
Секвенирането на генома на хлебната пшеница отдавна се счита за невъзможна задача, поради огромния му размер – пет пъти по-голям от човешкия геном и сложността – хлебната пшеница има три субгенома, а повече от 85% от генома се състои от повтарящи се елементи.

Влиянието на референтния геном на пшеницата вече е значимо в научната общност, както се вижда от публикуването на същата дата на шест допълнителни публикации, описващи и използващи ресурса на секвенирания референтен геном, публикувани в същия брой на сп. „Science“ и четири в “ Genome Biology“. Публикувани са повече от 100 публикации, в които се използва секвенирания референтен геном, откакто през януари 2017 г. той е бил предоставена на научната общност.

В допълнение към секвенирането на 21 хромозоми, научната статия показва също точното местоположение на 107 891 гени и повече от 4 милиона молекулярни маркери, както и информация за секвенцията между гените и маркерите, съдържащи регулаторните елементи, повлияващи експресията на гените.

Международният консорциум за секвениране на генома на пшеницата е постигнал този резултат, комбинирайки ресурсите, генерирани от него през последните 13 години, използвайки класически методи за физическо картиране и най-новите технологии за секвениране на ДНК; данните от секвенирането са сглобени и подредени по протежение на 21 хромозоми, използвайки високоефективни алгоритми, а гените са идентифицирани със специални софтуерни програми.

„Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome,“ Science (2018). vol. 361, Issue 6403, eaar7191; DOI: 10.1126/science.aar7191

R.H. Ramírez-González el al., „The transcriptional landscape of polyploid wheat,“ Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aar6089

A. Juhász el al., „Genome mapping of seed-borne allergens and immune-responsive proteins in wheat,“ Science Advances (2018). advances.sciencemag.org/content/4/8/eaar8602

Източник: Phys.org

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInPrint this page