最终对高度复杂的甘蔗基因组进行了测序
甘蔗是最后一个进行基因组测序的主要栽培植物。这是因为其巨大的复杂性:基因组包含每个染色体10到12个拷贝,而人类基因组只有两个。这是一个国际研究小组由CIRAD协调,使得实现了这一里程碑,因为在报道自然通讯7月6日现在将有可能现代化用来繁殖甘蔗品种的方法。这对糖和生物质工业来说是一个真正的福音。
对甘蔗基因组进行测序是如此复杂,以至于传统的测序技术被证明是无用的。这意味着甘蔗是最后一个进行基因组测序的主要栽培植物。
该团队采用了一种基于大约20年前在CIRAD发现的新方法的方法:甘蔗和高粱的基因组结构非常相似。这个术语是“共线性”,这意味着存在一定程度的平行性,许多基因以相同的顺序出现。因此,CIRAD研究员,该研究的主要作者Olivier Garsmeur能够使用高粱基因组作为模板来组装和选择甘蔗染色体片段以进行测序。“由于这种新方法,Réunion,R570品种获得的参考序列质量非常好,”负责研究的CIRAD遗传学家AngéliqueD'Hont说。
该参考序列是对甘蔗基因组进行全面测序并更有效地分析各种甘蔗品种之间差异的重要步骤。AngéliqueD'Hont在2012年对香蕉基因组有相同的经验。她说,“对一个物种的参考序列从根本上改变了该物种的所有基因组和更广泛的遗传方法。”
与之前的所有其他栽培植物一样,甘蔗育种现在将能够进入分子生物学的时代。到目前为止,由于缺乏参考序列,甘蔗品种育种计划仅限于杂交,其次是繁琐的常规田间评估。现在可以开发分子筛选技术以补充田间试验。这是一项重大突破,因为世界上近80%的糖都来自甘蔗。此外,该植物最近也成为生物质作物。这种新的遗传知识将有助于为更广泛的用途创造新品种。
与甘蔗相比,高粱基因组(绿色)更简单。每个条形代表甘蔗染色体。橙色,来自驯化品种,甘蔗(Saccharum officinarum)和红色,来自野生品种S. spontaneum的那些。
在甘蔗的基因组是以下几个原因复杂:
高多倍性(每个染色体类别的大量拷贝)
非整倍性(根据染色体类别可变拷贝数)
染色体的双特异性起源
结构差异和种间染色体重组。
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