27.04.2017
Редакция Naked Science

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.
Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: