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      木薯在基因上腐爛 使主要作物面臨風(fēng)險(xiǎn)
      
			
      
				2018-12-28 15:21:07
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      對于木薯的繁殖者而言，隨著時(shí)間的推移，生產(chǎn)改良品種的主要食品在熱帶地區(qū)已有數(shù)億種?？的螤柎髮W(xué)的一個(gè)研究小組利用木薯品種和野生近緣種的基因組分析進(jìn)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(guān)鍵。
      

      木薯在基因上腐爛 使主要作物面臨風(fēng)險(xiǎn)
      

      美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局的研究遺傳學(xué)家，基因組多樣性研究所(IGD)的植物育種和遺傳學(xué)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(xué)生物技術(shù)研究所。“隨著時(shí)間的推移，它會越來越嚴(yán)重，因?yàn)樗鼤絹碓蕉嗟耐蛔?，所以?dāng)育種者確實(shí)進(jìn)行雜交時(shí)，他們不得不付出越來越多的努力來尋找至少包含每個(gè)基因的一個(gè)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(shí)。沒有有性繁殖和通過重組同時(shí)清除突變，每代大約有30個(gè)新突變在積累。
      

      這項(xiàng)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(jì)算機(jī)進(jìn)行鑒定的測試。這是一個(gè)小組最初開始通過Bill&Melinda Gates基金會資助的項(xiàng)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(jìn)的道路，通過支撐一個(gè)主要作物，為估計(jì)有8億人 - 主要是小農(nóng) - 在邊緣土壤和降雨量不可預(yù)測的地區(qū)提供糧食，從而為熱帶地區(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 - 收集足夠數(shù)據(jù)以對241種木薯類型進(jìn)行30次測序 - 以及基于進(jìn)化的預(yù)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(dá)26%，但它們還發(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(shí)已經(jīng)成功地補(bǔ)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(gè)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(gè)地方有兩個(gè)突變基因拷貝，它們只是一個(gè)問題，”Lu說。“木薯中的高雜合度確實(shí)是我們發(fā)現(xiàn)的最有趣的東西 - 繁殖努力成功掩蓋了功能性版本的有害突變。”
      

      該研究結(jié)果已經(jīng)被納入基于康奈爾的NextGeneration木薯育種項(xiàng)目的育種模型，該項(xiàng)目也由蓋茨基金會資助。NextGen項(xiàng)目 - 由Chiedozie Egesi在農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)學(xué)院的國際項(xiàng)目中管理，他們正在研究合作 - 正在開發(fā)選擇性培育材料以消除突變的策略，但這只是該技術(shù)可以開始的方式的開始。使用。
      

      “從長遠(yuǎn)來看，使用基因組編輯，我們可以為育種系提供相當(dāng)于個(gè)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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