Ученые расшифровали геном ячменя — Naked Science
27.04.2017
Редакция

Ученые расшифровали геном ячменя

Международная группа ученых завершила полную сборку генома ячменя обыкновенного (Hordeum vulgare L.).

untitled-3
©Wikipedia

Ячмень — один из древнейших культурных злаков (Poaceae), возделывание которого ассоциируется с началом развития сельского хозяйства около 10 тысяч лет назад. Сейчас зерно растения широко используется в кормовых и продовольственных целях, например при производстве круп и алкоголя. При этом его геном изучен недостаточно. Исследования ячменя стали возможны с 2012 года, когда ученые получили черновую версию сборки генома, однако до сих пор его финиширование не проводилось. Полную сборку ограничивали высокое содержание геномных повторов (последовательностей с неясной локализацией) и низкая частота мейотической рекомбинации, с которой связана эволюция организма. Таким образом, мишени для селекции растения долгое время оставались неизвестны.

 

В новой работе коллаборация 77 авторов из США, Австралии, Италии, Великобритании и других стран описала итоги первого финиширования генома растения из трибы пшеницевых (Triticeae), в частности ячменя сорта Morex. На первом этапе с помощью методов секвенирования нового поколения (техник секвенирования спаренных концов Illumina и Mate Pair) генетики собрали 87 075 искусственных бактериальных хромосом (BAC), в которые вставили короткие цепочки ДНК ячменя. Затем фрагменты BAC объединили в длинные последовательности (скаффолды), что увеличило число спаренных оснований с 79 тысяч пар до 1,9 миллиона. После прочтения методом Hi-C скаффолды выравнивались, формируя полную последовательность генома растения.

 

Анализ показал, что итоговая последовательность состоит из 6347 скаффолдов, или 4,54 миллиарда спаренных оснований, и включает в себя 83 105 возможных локусов, в том числе некодирующие РНК (19 908 длинных некодирующих РНК), микроРНК (792 локуса), гены, кодирующие белки, и псевдогены. После дополнительной фильтрации авторы выделили 39 734 гена с высокой достоверностью результатов и 41 949 генов с низкой достоверностью, объясняющих 98 процентов генома Hordeum vulgare. Оценка его трехмерной организации также позволила выявить повышенную частоту контактов между локусами, расположенными на расстоянии 200 миллионов спаренных оснований, и выраженную антидиагональную структуру матрицы этих контактов.

 

В сочетании с данными флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) это указывает на то, что интерфазные хромосомы ячменя на этапе митоза имеют так называемую Rabl-ориентацию: прицентромерный гетерохроматин и центромеры хромосом в этом случае группируются в одной зоне ядра с плечами, параллельными друг другу, тогда как их свободные концы сцеплены в противоположной зоне ядра. Rabl-ориентация интерфазных хромосом наблюдается у животных и растений с быстро делящимися соматическими клетками. По словам авторов, финиширование сборки может помочь в выведении улучшенных сортов ячменя, например с повышенным генетическим разнообразием, и изучении других культур, таких как рис, кукуруза и овес. Кроме того, полученные данные облегчат дальнейшие исследования генома растений.

 

Статья опубликована в журнале Nature.

 

В январе американские исследователи полностью расшифровали геном арабики. Ожидается, что это позволит прояснить ароматические и иные свойства растения, а также повысить его устойчивость к экологическому стрессу.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: