Crowdfunded蕨类基因组发表
2014年7月17日,世界决定想要了解隐藏在漂亮的小浮蕨(Azolla filiculoides)中的基因组秘密。他们不仅想知道,而且还通过名为Experiment.com的众筹网站从123名支持者那里支付了高达22,160美元的费用。
四年后,他们得到了他们付出的代价,甚至更多!该项目得到了预算目标的147%的支持,这使研究人员能够对第一个蕨类植物基因组进行测序和分析。通过额外的资金,他们可以测序第二种蕨类植物Salvinia cucullata。他们的研究结果在本月出现在杂志自然植物。
第一作者,Fay-Wei Li,纽约州伊萨卡市Boyce Thompson研究所的教授,但他开始寻找Azolla基因组作为北卡罗来纳州杜克大学杜克大学的研究生研究员。他的博士学位顾问是Kathleen Pryer,杜克大学教授和论文的最后一位作者。
Pryer一直试图让这个项目资助近二十年。她说:“我遇到了'过于非传统'和'不够重要'的回应。”Pryer和Li一起领导了一个在线活动,您可以在这里阅读更多信息,以获得对该项目的支持。
最终,他们的筹款活动引起了中国深圳北京基因组学研究所(BGI)的注意,他们提出免费提供所有测序需求。通过这项额外的支持,以及与乌特勒支大学Henriette Schlupmann的合作,他们开始了为期四年的探索未知蕨类植物基因组空间的旅程。
那么有点蕨类植物有什么特别之处呢?
“Azolla有着非常酷的生物学和进化史,”李说。“Azolla与蓝藻共生,用于固氮,因此它已被用作亚洲稻田的绿肥数百年。”
研究人员发现,Azolla缺乏更广泛的丛枝菌根和根瘤共生所必需的基因,水蕨不能建立。相反,蕨类植物含有几种特异于它们与念珠藻(Nostoc)相互作用的基因,念珠藻的基因组先前已被测序。
“现在我们已经拥有了蕨类植物和蓝藻的基因组,很有希望利用这种天然生物肥料的秘密,这可能有助于未来的可持续农业实践,”Pryer说。
研究小组的一个特别令人兴奋的发现是蕨类植物中一种重要的杀虫基因的起源,这种基因最近被分离并转移到棉花植物中,在那里它可以提供对害虫的显着保护。
“当你走进一片森林时,发现蕨类植物几乎没有任何昆虫损害的迹象,通常会非常引人注目,”李说。该团队发现杀虫基因是蕨类植物谱系特异性的,这解释了为什么大多数其他植物缺乏这种抗性。此外,他们发现该基因可能首先通过细菌的水平基因转移出现在蕨类基因组中。
“换句话说,蕨类植物抵御昆虫食草动物的能力很可能是由于细菌的'基因礼物',”李说。
随着前两个完整的蕨类植物基因组触手可及,研究人员回答了许多问题,但发现了更多的谜团需要研究。除了保持基因组测序之外,解开秘密的更好方法是什么?
“我们正在开发蕨类植物以对更多的蕨类植物基因组进行测序!”李说。“作为10K植物基因组项目合作的一部分,我们正在与BGI合作,对基因组测序的生命蕨树进行战略性采样。目前我们在测序管道中有大约10种蕨类植物。”
只有一点点公开的“kickstart”,他们在四年内从0变为10。
“知道我的小额财务贡献能够增加人类知识基金让我震惊,”通过Experiment.com支持该项目的小说作家Lydia Marcell说。“理解这些基因可以为我们这个星球今天所面临的一些巨大问题提供解决方案,我很高兴参与其中。”
“公众和媒体对我们的项目具有重要意义的认可和确认对我们来说是一次极好的外展和学习经历,”Pryer说。“我非常重申能够直接发现人们对纯科学的关注!”
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