基因组学是如何使植物生物学的未来

使植物生物学的未来

植物基因组学影响作物生产力、生物多样性和全球气候变化和日益重要。

-帕特里夏·f·钻石博士,基因工程和生物技术新闻、洞察力和情报™:2012年6月14日

下一代DNA测序方法提供了工具,使植物生物学的革命。但植物基因组测序仍是高度挑战性。根据植物科学家,植物的简单的外表掩盖了他们非凡的基因组的复杂性。尽管最近成就测序技术、植物基因组存在障碍,很难执行大规模的人口和系统发育研究下一代测序平台。

这些挑战包括植物基因组的重复性质,一个相当大的障碍,阻碍了可靠的一个完整的植物基因组组装。科学家们说,这是由于高拷贝数和放大转位因子的性质在大量的植物基因组中。但是植物基因组学科学家和工具开发人员寻找挑战,很多政府和私人投资目前支持植物基因组的企业。

人类基因组有尽可能多的基因(约22000)一些苔藓和不到一半的基因苜蓿或苹果。植物如沿海松树和红杉基因组32亿个核苷酸,携带的10倍人类的多样性。和额外的每个植物细胞内基因组编码基因用来执行光合作用基因分析进一步复杂化。

植物基因组学的研究影响作物生产力、生物多样性、气候变化,已经成为一个优先资助机构。NSF在2011年表示,它将在2012年提供500万美元资金继续其植物基因组研究计划(PGRP),一个自1998年以来一直在努力支持植物基因组生物学研究。

美国国家科学基金会授予的1.016亿美元1998年植物基因组测序项目分布在32测序和功能基因组学项目。这些项目主要集中在分析基因功能和基因和环境之间的相互作用在作物包括棉花、玉米、大米、大豆、番茄和小麦。

NSF在其最新融资公告表示,它预计将支持10到15授予2012年10月开始在基础研究项目,追求创新理念和工具的发展,将促进作物植物科学和植物生物学领域。

NSF强调需要开发新的研究工具,特别是对于高通量表现型平台,说它将优先开发新工具,可能造成广泛的植物基因组学的领域。包括基因组序列组装的研究来改善工具和分析,为高通量表现型新方法,改进数据虚拟化工具。

后不久的2008年宣布1000年人类基因组项目,阿尔伯特大学宣布1000年的植物基因工程。大规模基因组学企业旨在利用下一代DNA测序的速度和效率,该项目是由Gane Ka-Shu Wong和迈克尔Deyholos。该项目旨在获得转录组(表达基因)的1000种不同的植物物种在未来几年。

而程序的规定的目的包括确定已知的植物物种之间的进化关系。该项目侧重于植物和商业潜力。这些植物产生有价值的化学物质或次生代谢物,希望相关基因的特性将允许修改底层生物合成的过程。

科学家说,类似于1000年的植物基因工程的重点,更始转录组组装已经提供了一个替代方法来绕过复杂的植物基因组。\

2011年,科学家在海南热带生物资源可持续利用重点实验室/生物科学与技术学院,海口,中国,报道使用下一代大规模并行测序和新创转录组组装的转录组分析商业天然橡胶的唯一来源。橡胶树割面干涸病

生成排序输出,科学家们说,1200万多读平均长度总共90元。48768年unigenes组装通过新创转录组组装。13807 h .取代巴西橡胶树cDNA序列存入基因库的国家生物技术信息中心(NCBI)(截止2011年2月),11746年序列(84.5%)可以与组装unigenes通过核苷酸爆炸。

科学家们说他们的数据序列提供了最全面的资源可供研究橡胶树和演示了Illumina公司的有效利用转录组测序和新创组装在一个物种缺乏基因信息。