科学者たちは小麦の最も詳細なゲノムを発表しました

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Anonim
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20か国からの科学者の国際コンソーシアムは、最初の完全に注釈が付けられた小麦ゲノムに107.8千の植物遺伝子に関する情報を提示しました。この作品はジャーナルScienceに掲載されました。

小麦はトウモロコシに次いで2番目に大きい農作物です。国連食糧農業機関(FAO)の統計によると、2016年に人類は少なくとも8億2300万トンの小麦を栽培しました。同時に、小麦は遺伝的観点から最も複雑な作物の1つです。小麦は、それぞれが人間よりも長い3つの基本ゲノム(合計21対の染色体)からなる6倍体ゲノムを持っています。コムギゲノムの全長は170億塩基対を超えており、ヒトゲノムの5倍の大きさです。

さらに、小麦のゲノムには、非コードDNAの反復配列が約80%含まれているため、類似した部分の短い断片から完全なゲノムを正しく組み立てることは非常に困難でした。 「急降下するだけで、シーケンサーに小麦ゲノムを実行するだけで、短いシーケンスのセットを除いて、出力に何も出力されないことは明らかです。そのような配列の長さが100塩基対である場合、ゲノムを1回カバーすると、1億6000万のそのような配列が存在します。コンソーシアムの調整評議会のメンバーであるSBRASの細胞遺伝学研究所の分子遺伝学および植物細胞遺伝学の研究室の責任者であるElenaSalinaは、次のように述べています。 、N +1まで。

国際小麦ゲノム配列決定コンソーシアム(IWGSC)は、13年間の作業の後、中国の春品種の参照小麦ゲノムを公式に発表しました。データは2017年1月から科学界で利用可能になっています。これは、これまでの小麦ゲノムの中で最も完全(全ゲノムの94%)で質の高い読み取りであり、染色体の位置情報と、107891遺伝子および470万のDNAマーカーの既知の機能が含まれています。すべてのデータはパブリックドメインで公開されており、研究者の別々のグループが各染色体を担当していました。そのため、2007年にコンソーシアムに加わったSB RASの細胞学遺伝学研究所は、2つのイネゲノムとほぼ同じ長さの染色体5Bに関与していたとサリナ氏は述べた。

「リファレンスゲノムの公開は、不可能と思われることを行うためにIWGSCの旗の下に集まった多くの人々の成果の集大成です」と、コンソーシアムの幹部であるKellyeEversole氏は記者会見で述べています。

記事の著者が指摘しているように、リファレンスゲノムは、科学者や育種家がどの植物遺伝子が特定の形質、たとえば干ばつ耐性や収量を決定するかを理解し、ゲノム編集の最新の方法を使用するなど、新しい種類の小麦をすばやく入手するのに役立ちます。 CRISPR / Cas9のように。 「特定の遺伝子の機能の研究であるゲノム編集に取り組むには、基盤と基盤が必要です。そうしないと、最初から始めるものが何もないことがわかります。したがって、もちろん、少なくとも最初の参照小麦ゲノムの出現は、非常に大きな前進です」と、ドミトリー・ミロシュニチェンコは、生物有機研究所のBIOTRON発現システム研究所および植物ゲノム改変の主任研究員であるN +1に述べました。ロシア科学アカデミーの化学。

「干ばつ、霜、その他のストレスからさまざまな病気に対する植物の保護を適切に構築するには、さまざまな種類のストレスに対する植物の耐性の形成につながる遺伝子とそれらの相互作用を詳細に知る必要があります。これを行うには、読み取り参照小麦ゲノムを手に持っている必要があります。目的の形質とマーカーの原因となる遺伝子を知っているので、マーカー指向の育種やゲノム選択などの最新技術をすでに結び付けることができます。現在、ブリーダーと協力して、必要な形質を備えたさまざまな一般的な小麦を作成しています。」サリーナは強調した。

さらに、リファレンスゲノムを使用して、小麦の進化とそのゲノムの個々の部分の変化を経時的に研究することが可能になります。将来的には、この植物の遺伝的多様性を研究するために、著者はその品質を改善し、他の小麦品種のゲノムを配列決定することを計画しています。イネとトウモロコシのリファレンスゲノムの公開は、これらの植物の遺伝子研究に強く拍車をかけました。コンソーシアムは、小麦に対する同様のインセンティブを期待しています。

主な記事に加えて、ジャーナルScience and Science Advancesは、リファレンスゲノムを使用したさらに2つの研究を発表しました。最初の研究の著者は、相同遺伝子、異なる基本ゲノム、異なる植物組織、およびその生活の異なる段階での類似のDNA配列の発現のゲノムワイド分析を実施しました-これは、そのような遺伝子がどのように使用できるかを理解するのに役立ちます小麦の望ましい特性を得るために。 2番目の研究では、科学者は小麦タンパク質に関連する828の遺伝子を特定しました。これは、人間のアレルギー反応でセリアック病、パン屋の職業性気管支喘息、その他の同様の病気を引き起こします。特に、この情報は、低アレルギー性の小麦品種の開発に使用できます。さらに、さらに4つの作品がジャーナルGenome Biologyに同時に掲載され、リファレンスゲノムの最初の公開以来、100を超える出版物で使用されているとIWGSCは述べています。

小麦の遺伝子組み換えの複雑さと、最近の資料でまだ単一のGM品種が市場に出ていない理由について読んでください。

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