Международный консорциум по секвенированию генома пшеницы, в который также входят преподаватели Университета штата Канзас, недавно опубликовал проект последовательности генетического кода пшеницы на основе хромосом, который называется геномом. «Черновая последовательность генома гексаплоидной мягкой пшеницы на основе хромосом» — одна из четырех статей о геноме пшеницы, опубликованных в журнале Science.«Генетический план — бесценный ресурс для исследователей и селекционеров растениеводства», — сказал Эдуард Ахунов, доцент кафедры патологии растений и сотрудник Международного консорциума по секвенированию генома пшеницы.«Впервые в их распоряжении есть набор инструментов, позволяющих быстро находить определенные гены на отдельных хромосомах пшеницы по всему геному», — сказал Ахунов. «Этот ресурс неоценим для выявления тех генов, которые контролируют сложные признаки, такие как урожайность, качество зерна, болезни, устойчивость к вредителям и устойчивость к абиотическим стрессам.
Они смогут производить новое поколение сортов пшеницы с более высокими урожаями и повышенной устойчивостью, чтобы соответствовать требованиям. потребности растущего населения мира в изменяющейся окружающей среде ».Хотя это черновик, последовательность дает новое представление о структуре, организации, эволюции и генетической сложности растения.
«Это очень важный шаг вперед для генетиков и селекционеров пшеницы», — сказал Ахунов. «Последовательность генома пшеницы обеспечивает основу для изучения генетической изменчивости и понимания того, как изменения в генетическом коде могут повлиять на важные агрономические признаки. В нашей лаборатории мы используем эту последовательность для создания каталога изменений единичных оснований в последовательности ДНК всемирного образца пшеницы. линий, чтобы получить представление об эволюции и происхождении генетического разнообразия пшеницы ".Ахунов, Шичен Ван, программист и ученый-биоинформатик в области патологии растений, и Джесси Поланд, доцент кафедры патологии растений, сотрудничали с Международным консорциумом по секвенированию генома пшеницы, чтобы упорядочить гены в хромосомах пшеницы.
Среди других исследователей Канзасского государственного университета, занимающихся патологией растений, есть Бикрам Гилл, выдающийся профессор университета и директор Ресурсного центра генетики пшеницы, и Бернд Фрибе, профессор-исследователь, который разработал генетический материал, необходимый для получения хромосомной последовательности геном пшеницы.Во второй статье в Science подробно описывается первая эталонная последовательность хромосомы 3B, самой большой хромосомы мягкой пшеницы.«В геноме пшеницы всего 21 хромосома, но каждая хромосома очень большая и поэтому довольно сложная», — сказал Ахунов. "Самая большая хромосома, 3B, имеет почти 800 миллионов букв в своем генетическом коде.
Это почти в три раза больше информации, чем во всем геноме риса. Итак, попытка секвенировать эту хромосому — и этот геном — от конца до конца это чрезвычайно сложная задача ».Чтобы проанализировать огромное количество генетической информации, исследователи использовали метод, называемый секвенированием дробовика.
Это разделило геном пшеницы на хромосомы, а затем разбило каждую хромосому на более мелкие сегменты. Хромосомные сегменты анализировали с помощью коротких генных последовательностей, а перекрывающиеся последовательности сшивали вместе с помощью компьютерного программного обеспечения.По словам Ахунова, ошибочная последовательность на основе хромосом является критическим шагом перед секвенированием полного генома пшеницы.
Подход к секвенированию, разработанный для хромосомы 3B, теперь может быть применен для секвенирования оставшихся хромосом пшеницы. По оценкам консорциума, полная последовательность генома будет доступна через три года.Исследование финансируется Национальным институтом продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США."Пшеница является основным источником пищи для большей части мира.
Поскольку население мира продолжает быстро расти, нам потребуются все доступные инструменты, чтобы продолжать производить достаточно еды для всех людей в свете меняющегося климата, сокращения земельных и водных ресурсов. ресурсов и изменение диеты и ожиданий в отношении здоровья », — сказал Сонни Рамасвами, директор Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США и бывший преподаватель Университета штата Канзас. «Эта работа даст толчок исследователям, ищущим способы повышения урожайности пшеницы».