團隊定義了玉米基因組的有意義部分
利用佛羅里達州立大學開發(fā)的遺傳圖譜技術(shù),F(xiàn)SU和康奈爾大學的研究人員已經(jīng)證明,整個玉米基因組的一小部分是植物性狀差異的近一半。FSU生物科學副教授Hank Bass和FSU基因組學和個性化醫(yī)學中心主任Daniel Vera將他們在玉米基因組圖譜方面的專業(yè)知識與康奈爾大學,Eli Rodgers-Melnick和Ed的同事的統(tǒng)計基因組學專業(yè)知識相結(jié)合。圓盾。他們一起發(fā)現(xiàn),染色質(zhì)的一小部分 - DNA及其相關(guān)蛋白的復(fù)合物 - 占玉米遺傳性狀多樣性的40%。
這意味著染色質(zhì)的一小部分含有大量信息,這些信息可以解釋植物大小,形狀,產(chǎn)量和應(yīng)激反應(yīng)等特征。“這項工作讓我感到震驚的是,這種染色質(zhì)分析技術(shù)在繪制玉米基因組功能重要部分時的信息量如何,”巴斯說。該研究發(fā)表在5月16日的“ 美國國家科學院院刊”上。
鑒定基因組的這一部分極大地縮小了玉米育種和基因組編輯所檢查的區(qū)域,這可能大大加快作物改良的步伐。這意味著種植者可能能夠更快地針對基因組區(qū)域,這些區(qū)域可以幫助他們開發(fā)在不利環(huán)境中更耐旱或耐用的作物。“它使我們能夠開始精確定位單堿基對變化[小突變],這些變化正在調(diào)節(jié)或允許植物適應(yīng)其環(huán)境,”Buckler說。“這有助于我們大幅縮小狩獵范圍。”
玉米被認為是科學研究的典范物種,因為它具有特殊的遺傳多樣性和資源,承擔了數(shù)十年遺傳機制的突破性研究。
這項新研究有助于解釋生物體如何在不同細胞類型中表達不同基因,盡管DNA必須被壓縮至其近1百萬分之一的長度才能進入細胞核內(nèi)。即使在壓實時,仍然存在稱為開放染色質(zhì)的區(qū)域,其協(xié)調(diào)基因調(diào)控的復(fù)雜模式。研究人員希望更好地了解開放染色質(zhì)空間發(fā)生的情況。
該研究代表了Vera和Bass作為佛羅里達州立大學NSF資助項目的一部分開發(fā)的染色質(zhì)分析技術(shù)的首次應(yīng)用。
為此,康奈爾向FSU發(fā)送了600粒玉米粒,其中Bass和Vera將它們培育成幼苗,從根,莖和葉中收集組織,然后分離細胞核。將細胞核暴露于切割DNA特定部分的酶,并通過計算和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)以鑒定基因組中的開放染色質(zhì)。
“這就像在墻上找到一個電燈開關(guān),”巴斯說。“染色質(zhì)分析顯示基因組的哪些部分是遺傳開關(guān)。”
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