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      木薯在基因上腐爛使主要作物處于危險之中
      
			
      
				2019-06-24 09:58:06
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      對于木薯的繁殖者來說，熱帶地區(qū)數(shù)以億計的主食已經(jīng)越來越難以生產(chǎn)?？的螤柎髮W的一個研究小組利用木薯品種和野生近緣種的基因組分析進行診斷：突變已經(jīng)腐蝕了基因組，產(chǎn)生了許多功能失調(diào)的基因版本，并使作物成為世界十分之一人口生存的關鍵。
      

      木薯在基因上腐爛使主要作物處于危險之中
      

      美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局的研究遺傳學家，基因組多樣性研究所(IGD)的植物育種和遺傳學兼職教授埃德·巴克勒說：“這種分析干凈利落地表明木薯在遺傳上是腐爛的。”康奈爾大學生物技術研究所。“隨著時間的推移，它會越來越嚴重，因為它會越來越多的突變，所以當育種者做出雜交時，他們不得不付出越來越多的努力來尋找至少包含每個基因的一個功能版本的少數(shù)后代。”
      

      木薯的挑戰(zhàn)性位置 - 由Buckler描述為“指向滅絕的方向” - 可能是由于馴化過程中多樣性的減少以及木薯通過插條而不是種子傳播的事實。沒有有性繁殖和通過重組同時清除突變，每代大約有30個新突變在積累。
      

      該研究于4月17日發(fā)表在Nature Genetics上，是對全基因組突變是否可以通過計算機進行鑒定的測試。這是一個小組最初開始通過比爾和梅林達蓋茨基金會資助的項目在玉米中回答的問題，但是在基金會提出要求后，它在木薯中被快速追蹤。
      

      這些數(shù)據(jù)為育種者提供了一條前進的道路，通過支撐一個主要作物，為估計有8億人 - 主要是小農(nóng) - 在邊緣土壤和降雨量不可預測的地區(qū)提供糧食，為熱帶地區(qū)帶來更大的糧食安全。
      

      Phana的研究伙伴Punna Ramu和Fei Lu使用了深度測序的組合 - 收集足夠的數(shù)據(jù)來對241種木薯類型進行30次測序 - 以及基于進化的預測工具，以確定哪些突變可能干擾基因的功能。
      

      雖然有害突變的頻率高達26%，但它們也發(fā)現(xiàn)了廣泛的遺傳證據(jù)，即育種者在追求更高的生產(chǎn)力和產(chǎn)量時成功地補償了功能失調(diào)的等位基因。近三分之二的突變僅發(fā)生在該基因的第二個功能性版本的存在下。
      

      “大多數(shù)有害突變都是隱性的，這意味著如果植物在同一個地方有兩個突變基因拷貝，它們只是一個問題，”Lu說。“木薯中的高雜合度確實是我們發(fā)現(xiàn)的最有趣的事情 - 育種工作成功掩蓋了功能性版本的有害突變。”
      

      該研究結果已被納入基于康奈爾的NextGeneration木薯育種項目的育種模型，該項目也由蓋茨基金會資助。NextGen項目 - 由Chiedozie Egesi在農(nóng)業(yè)和生命科學學院的國際項目中管理，他們正在研究合作 - 正在制定選擇性培育材料以消除突變的策略，但這只是技術可以開始的方式的開始。使用。
      

      “從長遠來看，使用基因組編輯，我們可以為育種系提供相當于個性化的藥物，”Buckler說。“基本上這些突變就像是人類的疾病突變。我們已經(jīng)到了能夠識別這些有害突變并糾正它們的地步。”
      
			

			
        
      
			
      
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