Комплексный каталог активных генов различных стадий развития зерновой культуры сорго

Новый онлайн-ресурс, созданный учёными из Центра устойчивых ресурсов RIKEN, предоставляет важную базовую информацию об основной культуре сорго для селекционеров и исследователей. Sorghum bicolor, называемый в Японии морокоси, является пятой по распространённости зерновой культурой в мире. Особенно подходящее для жаркого и сухого климата, оно служит основным продуктом питания, источником топлива для приготовления пищи и кормом для животных для миллионов людей в полузасушливых регионах, где другие культуры, такие как кукуруза или сахарный тростник, не выживают. Культура также накапливает высокий уровень сахара и крахмала, что делает её потенциальным ресурсом для производства биоэтанола.

Исследование под руководством Минами Мацуи, Юко Макиты и Сэцуко Симады включало сбор полных последовательностей комплементарной ДНК (кДНК) сорго для восьми стадий развития растения. Данные теперь хранятся в общедоступной базе данных транскриптома сорго Morokoshi RIKEN, которую можно искать по гену или функции гена. Подобные базы данных для других видов, таких как модельное растение Arabidopsis, доказали свою популярность и стимулировали новые исследования.

Полнота транскриптома позволяет точно аннотировать вероятную роль каждого гена. Команда также идентифицировала более 20 000 предполагаемых «сайтов начала транскрипции», отмечающих начало генов. Их можно использовать для поиска близлежащих регуляторных областей ДНК, которые включают или выключают гены.

Исследователи использовали свои данные для создания профилей активности генов в стеблях, колосках и семенах сорго, что позволило им выделить гены, участвующие в накоплении крахмала — ключевом процессе формирования богатых питательными веществами семян. Они также создали профили, показывающие время и ткани, в которых активны отдельные гены, что поможет идентифицировать гены со схожими паттернами регуляции и функции.

Команда Мацуи надеется, что их база данных поможет выявить гены, ответственные за метаболизм сахара и биосинтез крахмала у сорго. Эта информация может быть использована для выведения лучших сортов сорго и создания культур с более высоким уровнем производства сахара и накопления крахмала в условиях переувлажнения.