最終對高度復(fù)雜的甘蔗基因組進(jìn)行了測序
甘蔗是最后一個(gè)進(jìn)行基因組測序的主要栽培植物。這是因?yàn)槠渚薮蟮膹?fù)雜性:基因組包含每個(gè)染色體10到12個(gè)拷貝,而人類基因組只有兩個(gè)。這是一個(gè)國際研究小組由CIRAD協(xié)調(diào),使得實(shí)現(xiàn)了這一里程碑,因?yàn)樵趫?bào)道自然通訊7月6日現(xiàn)在將有可能現(xiàn)代化用來繁殖甘蔗品種的方法。這對糖和生物質(zhì)工業(yè)來說是一個(gè)真正的福音。
對甘蔗基因組進(jìn)行測序是如此復(fù)雜,以至于傳統(tǒng)的測序技術(shù)被證明是無用的。這意味著甘蔗是最后一個(gè)進(jìn)行基因組測序的主要栽培植物。
該團(tuán)隊(duì)采用了一種基于大約20年前在CIRAD發(fā)現(xiàn)的新方法的方法:甘蔗和高粱的基因組結(jié)構(gòu)非常相似。這個(gè)術(shù)語是“共線性”,這意味著存在一定程度的平行性,許多基因以相同的順序出現(xiàn)。因此,CIRAD研究員,該研究的主要作者Olivier Garsmeur能夠使用高粱基因組作為模板來組裝和選擇甘蔗染色體片段以進(jìn)行測序。“由于這種新方法,Réunion,R570品種獲得的參考序列質(zhì)量非常好,”負(fù)責(zé)研究的CIRAD遺傳學(xué)家AngéliqueD'Hont說。
該參考序列是對甘蔗基因組進(jìn)行全面測序并更有效地分析各種甘蔗品種之間差異的重要步驟。AngéliqueD'Hont在2012年對香蕉基因組有相同的經(jīng)驗(yàn)。她說,“對一個(gè)物種的參考序列從根本上改變了該物種的所有基因組和更廣泛的遺傳方法。”
與之前的所有其他栽培植物一樣,甘蔗育種現(xiàn)在將能夠進(jìn)入分子生物學(xué)的時(shí)代。到目前為止,由于缺乏參考序列,甘蔗品種育種計(jì)劃僅限于雜交,其次是繁瑣的常規(guī)田間評估?,F(xiàn)在可以開發(fā)分子篩選技術(shù)以補(bǔ)充田間試驗(yàn)。這是一項(xiàng)重大突破,因?yàn)槭澜缟辖?0%的糖都來自甘蔗。此外,該植物最近也成為生物質(zhì)作物。這種新的遺傳知識將有助于為更廣泛的用途創(chuàng)造新品種。
與甘蔗相比,高粱基因組(綠色)更簡單。每個(gè)條形代表甘蔗染色體。橙色,來自馴化品種,甘蔗(Saccharum officinarum)和紅色,來自野生品種S. spontaneum的那些。
在甘蔗的基因組是以下幾個(gè)原因復(fù)雜:
高多倍性(每個(gè)染色體類別的大量拷貝)
非整倍性(根據(jù)染色體類別可變拷貝數(shù))
染色體的雙特異性起源
結(jié)構(gòu)差異和種間染色體重組。
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