首先詳細(xì)解碼復(fù)雜的手指小米基因組

手指小米有兩個(gè)重要特性：谷物富含重要礦物質(zhì)，能抵抗干旱和高溫。得益于最先進(jìn)技術(shù)的新穎組合，蘇黎世大學(xué)的研究人員首次能夠以高質(zhì)量解碼大而極其復(fù)雜的手指小米基因組。這是改善印度和非洲部分國(guó)家糧食安全的根本基礎(chǔ)。

對(duì)于印度和非洲的許多貧困農(nóng)民來說，手指小米是主要的主食。作物品種不僅含有豐富的礦物質(zhì)，如鈣，鐵，鎂和鋅，還含有多種維生素和必需氨基酸。該植物還具有抗干旱和耐熱的特點(diǎn)。由于它非常健康且不含麩質(zhì)，因此在工業(yè)國(guó)家也越來越多地被用作食品。盡管它很重要，但直到現(xiàn)在，手指小米的科學(xué)注意力仍然很少。

手指小米通過兩種不同植物物種的雜交而產(chǎn)生。因此，該植物是多倍體，這意味著它具有四倍的染色體組和幾乎兩倍于其原始物種的基因。基因組的大小和復(fù)雜性被認(rèn)為賦予了手指小米廣泛的環(huán)境耐受性，同時(shí)使基因組研究極其困難。蘇黎世大學(xué)的一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)第一次設(shè)法對(duì)手指小米的復(fù)雜基因組進(jìn)行了非常詳細(xì)的解碼。它包含約260萬個(gè)堿基對(duì)，具有超過62,300個(gè)基因 - 例如，大約是大米的兩倍。

一個(gè)好的57,900個(gè)手指小米基因 - 超過90% - 出現(xiàn)在兩個(gè)以上的副本中。由于它們的DNA序列非常相似，因此很難在整個(gè)基因組中正確分配大量解碼的DNA片段。來自蘇黎世大學(xué)和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院功能基因組學(xué)中心的Ralph Schlapbach和Sirisha Aluri合作，由UZH進(jìn)化生物學(xué)和環(huán)境研究系教授Kentaro Shimizu領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)設(shè)法克服了這些困難。為此，科學(xué)家們結(jié)合了由Masaomi Hatakeyama開發(fā)的先進(jìn)的生物信息學(xué)策略，該策略使用最先進(jìn)的測(cè)序方法和可以光學(xué)繪制基因組中長(zhǎng)的單個(gè)DNA分子的新技術(shù)。“

來自蘇黎世和印度班加羅爾的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)共同參與了這個(gè)項(xiàng)目。這項(xiàng)工作得到了印度 - 瑞士生物技術(shù)合作(ISCB)的支持，這是由瑞士和印度政府以及日本科學(xué)和技術(shù)機(jī)構(gòu)資助的雙邊研發(fā)計(jì)劃。目標(biāo)是改善糧食安全并發(fā)展印度的生物技術(shù)研究能力。“最新的手指小米基因組數(shù)據(jù)為現(xiàn)代植物育種開辟了無數(shù)可能，”Shimizu強(qiáng)調(diào)說。“一方面，以幫助印度礦物質(zhì)缺乏在工業(yè)化國(guó)家和人民，而另一方面，使重要的作物植物更能抵抗干旱和干旱。“

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