Геномът на ечемика е декодиран

Пълната генетична информация би могла да даде възможност за подобряване на сортовете зърнени култури

Code Cracked: Геномът на ечемика е най-големият, който някога е бил декодиран. © Нилс камък
чете на глас

Най-голямата някога декриптирана последователност на ДНК: Изследователите са декодирали генома на ечемика - една от най-важните зърнени култури в световен мащаб. Последователността разкрива не само необичайните размери на генома на ечемика, но също така предоставя ценна информация за оптимизиране на зърното - например по-добра самозащита срещу вредители или повишено производство на малц.

Ечемикът се отглежда от човека повече от 10 000 години и е една от най-важните култури в света. Той служи като храна за животни, както и основна суровина за производството на бира и по този начин има важна роля в производството на стимуланти и храна. Генетичните характеристики зад полезните свойства на ечемика, но бяха известни само частично.

Въпреки това е полезно за размножаването на нови сортове, ако геномът на растението е напълно секвениран. Тъй като тогава е налична важна информация за местоположението, структурата и функцията на гените, които позволяват насочени към подобряване на свойствата като производство на малц или устойчивост на мана и други вредители.

Наука с метода на пушката

Международен екип, ръководен от Мартин Машер от Института за растителна генетика и растениевъдство в Лайбниц (IPK) в Гатерслебен, започна усилената работа по изцяло дешифриране на ДНК на ечемика. За целта те използваха така нареченото секвениране на пушка: Геномът първо се разгражда на по-малки парчета и след това се секвенира.

"Обширните данни, първоначално присъстващи като фрагментирани, кратки последователности, след това бяха събрани от биоинформатиците с най-модерните методи до линеен ред", обяснява Машер. Стъпка по стъпка учените са съставили генетичния код. показ

Пъзелът от пет милиарда

Декодирането на генома на ечемика се оказа истински проект за мамути, тъй като той се състои от 5, 2 милиарда базови двойки, както учените откриха в хода на десетгодишния си проект. Това го прави почти два пъти по-голям от цялата последователност на ДНК на човека.

Като цяло изследователите идентифицираха 39 000 гена, кодиращи протеини в генома на ечемика. Това са приблизително толкова, колкото присъстват в човешкия геном. 39 000 гена ечемик представляват само три процента от целия геном, съобщават Машер и неговите колеги.

От друга страна, повече от 80 процента от генома се състои от множество копия на сложни ДНК последователности, преди всичко така наречените транспозони, както обяснява Томас Уикър от университета в Цюрих: „Това са мобилни генетични единици, които са отговорни за развитието на човешката генетика Умеят да правят копия от себе си. Следователно транспозоните също се наричат ​​"егоистична ДНК" или "геномни паразити". "Въпреки това ролята на транспозоните в ечемика все още не е ясна.

Запазване на генетичното разнообразие

Генетичната карта на генома на ечемика позволява на учените да добият представа за еволюционната история на ечемика. Сравнявайки референтната им последователност с гени от различни сортове ечемик, развитието на растението може да бъде разгледано по-отблизо.

Генетичното разнообразие на ечемика е значително намалено от размножаването на хиляди години, казва Роби Уо от института на Джеймс Хътън в Шотландия: „Референтната последователност ни показва колко важно е да намалим още повече това разнообразие в селското стопанство Рамка и със средствата за отглеждане на растения. "

„Референтната последователност ще ни помогне да разгледаме 22 000 модела ечемик в нашата колекция и по този начин да оценим тяхната полезност при отключване на биоразнообразието им в контекста на грубите усилия“, добавя Андреас Гранер от IPK. „Дългосрочната цел е да се размножават сортове ечемик, които показват силни добиви дори при променящи се условия на околната среда, като по този начин допринасят за глобалната продоволствена сигурност.“ (Nature, 2017; doi: 10.1038 / nature22043)

(Университет в Цюрих, 27.04.2017 - CLU)