Duży postęp w dziedzinie genomiki zbóż
Złożoność genetyki roślin zbożowych jest czynnikiem utrudniającym rozwój programów hodowli roślin z plemienia Triticeae, w szczególności pszenicy, jęczmienia i żyta. Postępy w mapowaniu na poziomie molekularnym i opracowanie nowych narzędzi bioinformatycznych w celu określenia struktury, relacji i kompleksowej analizy wielkoskalowych danych genomicznych umożliwiły rozwój programów genetycznych dotyczących roślin Triticeae. Celem projektu TRITICEAEGENOME (Genomics for Triticeae improvement) będącego liderem wśród międzynarodowych projektów badawczych było zmapowanie chromosomów 1 i 3, które w szczególności odpowiadają za odporność na choroby oraz wielkość i jakość plonów Triticeae. Dzięki wykorzystaniu nowo opracowanych algorytmów i genetycznych odcisków palców o wysokiej wartości informacyjnej, a także minimalnych ścieżek nakładających się genów (ang. minimal tiling paths) naukowcy stworzyli kontigi (zachodzące na siebie fragmenty) sztucznego chromosomu bakteryjnego (BAC), tworząc kompletną mapę dla każdej MTP. Po zbadaniu 5400 kontigów BAC oraz około 140 000 markerów zakotwiono ponad 75% chromosomów pszenicy oraz dwa ramiona chromosomów jęczmienia. Jakość i podatność na zepsucie to cechy szczególnie istotne dla plonów jęczmienia i pszenicy. Zespół precyzyjnie wyznaczył dwa loci i trzy loci warunkujące cechy ilościowe dotyczące oporności na choroby grzybowe, ilości i jakości plonów przy użyciu gotowych map. Rolnicy coraz bardziej interesują się pszenicą ozimą ze względu na jej potencjał w zakresie wydajności, a także możliwość dostosowania do płodozmianu. Naukowcy stworzyli nowy panel 376 odmian pszenicy ozimej z Niemiec, Francji i Wielkiej Brytanii, aby zmaksymalizować różnorodność zbiorów materiału genetycznego. Przeprowadzono badania asocjacyjne całego genomu w celu uzyskania informacji na temat cech, takich jak termin kłoszenia, wydajność plonów zboża i wysokość roślin wraz z ich odpowiednimi lokalizacjami. Aby pomieścić ogromną ilość wygenerowanych danych, w ramach projektu TRITICEAEGENOME stworzono dwie interaktywne bazy danych. Opracowano narzędzia, takie jak nowy algorytm do tworzenia map fizycznych i CrowsNest – narzędzie do porównywania genomów. Ponadto zespół projektowy sfinalizował TriAnnot, narzędzie do automatycznej anotacji sekwencji genomu Triticeae. W celu rozpowszechnienia wyników projektu zorganizowano ponad 250 wydarzeń, w których uczestniczyło około 85 000 osób z całego świata. Od maja 2010 roku stronę internetową projektu odwiedziło 11 000 użytkowników z całego świata. Dane dotyczące genomów oraz opracowane narzędzia pomogą dostosować przyszłe plony zbóż do potrzeb producentów, przetwórców i konsumentów.
Słowa kluczowe
Zboże, genomika, Triticeae, mapowanie, TRITICEAEGENOME
