新研究揭示了植物基因组以前隐藏的特征

由萨斯喀彻温大学(美国)的植物表型和成像研究中心(P2IRC)领导的国际团队以及加拿大农业和农业食品公司(AAFC)的研究人员对黑芥菜植物的完整基因组进行了解码，这项研究将继续发展油芥菜作物的育种，并为改善小麦，油菜和小扁豆的育种奠定了基础。

由P2IRC研究人员安德鲁·夏普(Andrew Sharpe)和伊索贝尔·帕金(Isobel Parkin)共同领导的研究小组，使用了一种新的基因组测序技术(Nanopore)，可以很长地“读取” DNA和RNA序列，从而为以前无法​​获得的作物育种提供信息。结果今天发表在《自然植物》上。

“这项工作为构建小麦，油菜和小扁豆等农作物的其他基因组装配体提供了一个新模型。从本质上讲，这是生成适用于任何作物的基因组序列的秘诀，” P2IRC主任Sharpe说。

“我们现在知道，对于这些重要的国家和国际作物，我们可以获得相同质量的基因组数据和有关遗传变异的信息。这意味着我们可以提高育种效率，因为我们可以更轻松地选择具有特定所需性状的基因。”

Sharpe说，他的团队已经在美国农业部全球食品安全研究所(GIFS)的Omics和精密农业实验室(OPAL)中使用此软件平台，对更大，更复杂的农作物基因组进行测序。

黑芥末(Brassica nigra)通常以种子形式用作烹饪香料，生长在印度次大陆上，与加拿大种植的芥末和油菜籽作物密切相关。该研究为植物基因提供了更清晰，“更高分辨率”的观点，并为研究人员和育种者提供了更明确的观点，即哪些基因负责哪些性状。

由此产生的黑芥菜基因装配也有助于解释黑芥菜基因组与其农作物近亲(如白菜，芜菁和油菜)的基因组有何不同。

研究小组还发现了功能着丝粒，植物育性所必需的染色体上结构的第一个直接证据，并发现了其他以前难以鉴定的基因组区域。这些知识为提高作物产量提供了基础。

美国农业部副教授兼P2IRC成员Parkin说，使用长序列数据可以前所未有地访问以前隐藏的植物基因组特征。

AAFC萨斯卡通研究中心的首席研究员帕金说：“这不仅提供了关于农作物如何进化的见解，而且使人们能够鉴定出新颖的结构变异-目前已知其在控制许多关键农学性状中起着重要作用。”

他们还在序列中发现了表达特定性状的某些基因的多个拷贝。这可能意味着某些特性(例如真菌抗性)可以通过多个基因更强烈地表达。

USask团队的其他成员包括GIFS研究人员Zahra-Katy Navabi和生物信息学专家Chu Shin Koh。其他团队成员包括帕金博士后研究员Sampath Perumal，以及渥太华大学，汤普森河大学，国家研究委员会的其他成员以及英国和中国的研究人员。

夏普说：“ 我们开发的黑芥末基因组组装是新的纳米孔测序技术如何迅速揭示重要的基因组生物学的一个很好的例子。” GIFS的OPAL。

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