Ученые из Центра Джона Иннеса в Норидже применили инновационную технику для анализа геномов пшеницы и ячменя, которая упрощает выявление конкретных генов, которые можно использовать в программах улучшения урожая.
Определение гена интересного признака, который может помочь вам получить более качественные культуры, не всегда легко, особенно если вы работаете с пшеницей или ячменем. Но ученые из Центра Джона Иннеса в Норвиче применили инновационную технику к геномам пшеницы и ячменя, которая упрощает определение конкретных генов, которые можно использовать в программах улучшения урожая.
Селекционеры стремятся вывести новые и улучшенные сорта сельскохозяйственных культур, которые могут лучше справляться с последствиями изменения климата, новыми вредителями и болезнями и которые могут давать более высокие урожаи, чтобы прокормить растущее население. Для этого полезно точно знать, где найти гены, отвечающие за полезные признаки: например, гены устойчивости к болезням или гены, помогающие растениям выдерживать засуху..
Но поиск гена определенного признака растения может быть похож на попытку найти иголку в стоге сена - это небольшая специфическая последовательность ДНК, смешанная с мешаниной других генов, регуляторных последовательностей и некодирующей ДНК.. Для некоторых растений, таких как арабидопсис или рис, геномы подобны маленьким «стогам сена», поэтому найти «иголки» гена несколько легче, но для пшеницы и ячменя, двух самых важных зерновых культур в мире., геномы настолько велики, что это все равно, что обыскать целый сарай, полный стогов сена.
Работая с коллегами в Швейцарии и Чехии, доктору Бранде Вульфу и его команде из Центра Джона Иннеса удалось применить инновационную технику MutChromSeq к геномам пшеницы и ячменя, что упрощает поиск для ген. Он работает, удаляя части генома, где мы точно знаем, что ген точно не будет найден.
Так как же работает MutChromSeq?
«Он основан на известном методе, называемом сортировкой потока хромосом, в котором мы можем отделить хромосомы одну от другой, пометив их флуоресцентными маркерами», - пояснил доктор Вульф. «Возьмем, к примеру, геном мягкой пшеницы: у него 21 хромосома, поэтому с помощью потоковой сортировки мы можем отделить хромосому 1 от хромосомы 2, от хромосомы 3 и так далее. Если мы знаем, что конкретный ген расположен, скажем,, Хромосома 21, но мы точно не знаем, где именно, тогда мы можем отфильтровать хромосомы 1-20, чтобы сузить поиск. Гораздо быстрее, проще и дешевле секвенировать только одну хромосому, чем все 21!"
В MutChromSeq сортировка потока хромосом сочетается с классическим мутагенезом. Семена растения с интересным признаком подвергаются воздействию химического вещества, которое разрушает их ДНК, а мутанты, утратившие этот признак, идентифицируются с помощью скрининга. Затем, запустив анализ MutChromSeq на этих мутантных растениях, можно сравнить последовательность мутировавших хромосом с последовательностью немутировавшей хромосомы.
Д-р Вульф сказал: «Исследуя различия в последовательности между мутировавшими хромосомами и хромосомами дикого типа, мы можем идентифицировать гены, ничего не зная заранее об их структуре. Пока мы уже знаем, к какой хромосоме относится тот или иной ген. эта техника значительно облегчит клонирование любого представляющего интерес гена пшеницы или ячменя, что является отличной новостью для исследователей!"