Закрыть10

Ученые расшифровали геном ячменя

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

3 222
Выбор редакции

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.

Прочие науки

Naked Science Facebook VK Twitter
3 222
Комментарии
Аватар пользователя Nikolaj Skomorochov
Вчера
Билл Мюррей на обложке :) Хе-хей!
Аватар пользователя Владимир Ферез
19 апр
Какого же низкого мнения вы об ученых!
Аватар пользователя Владимир Ферез
19 апр
Интересно! Вы считаете ничем, фантазией или даже...
Комментарии

Быстрый вход

Или авторизуйтесь с помощью:

на сайте, чтобы оставить комментарий.
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку