在大數(shù)據(jù)中搜索作物的抗病性

作物和疾病管理中心的研究人員正在使用大數(shù)據(jù)方法研究真菌基因組進化，這將有一天能夠更好地了解作物保護。CCDM由科廷大學(xué)和谷物研究與開發(fā)公司(GRDC)共同資助，開展了由James Hane博士領(lǐng)導(dǎo)的研究。Hane博士正在尋找不同物種基因之間的非典型進化關(guān)系，以幫助找到導(dǎo)致作物病害的基因。

“絕大多數(shù)基因是垂直遺傳的，也就是說，它們以正常的方式從父母傳給孩子，”哈恩博士說。“然而非常偶爾，特別是在微生物中，基因可以”跳過“巨大的進化距離 - 這被稱為側(cè)向基因轉(zhuǎn)移。“我們正在大規(guī)模進化分析中比較數(shù)千個基因組，以縮小基因在物種之間橫向轉(zhuǎn)移或”跳躍“的位置。”Hane博士說，已經(jīng)橫向轉(zhuǎn)移的基因可以提供有助于病原體存活，進化和引起疾病的基因的線索。

“例如，我們在歷史上的某個時刻知道一種非常有效的真菌疾病基因 - 稱為ToxA-從導(dǎo)致黃斑病的病原體跳躍到病原體引起小麥中的枯萎病斑點病。“這兩種病原體在進化上都是遙遠的，但它們具有導(dǎo)致感染的相同基因。“我們正在尋找更多像ToxA這樣的基因，通過比較數(shù)千種基因組，尋找不尋常的進化模式，使用Pawsey超級計算中心的超級計算資源，只在兩個相關(guān)物種之間共享基因。”

通過使用超級計算機Magnus，Hane博士目前正在搜索超過3500種物種的數(shù)據(jù)庫，包括真菌，細菌，古細菌，卵菌，昆蟲，植物和藻類。

Hane博士說，這個過程計算量很大，因為每個物種的所有基因都需要與所有其他物種中的所有基因進行比較，從而產(chǎn)生超過1200萬個比較，每個基因各有約10,000到20,000個基因。“基因組測序和比較基因組學(xué)已經(jīng)走過了漫長的道路，僅僅10年前，我們只與少數(shù)具有全基因組的真菌物種合作，現(xiàn)在有數(shù)百種，”哈恩博士說。

“我們已將研究從單一物種的單一參考基因組研究，到比較相同物種的數(shù)百個基因組- 隨著規(guī)模的增加，產(chǎn)生新的見解和提高準確性。”Hane博士說，他與CCDM其他人合作的結(jié)果將傳遞給育種公司，以幫助育種者和種植者選擇抗病作物品種。

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