Исследование генетической кукурузы: Функциональная геномика помогает молекулярной селекции
Веками огромное физическое разнообразие кукурузы, самой популярной зерновой культуры в мире, привлекало биологов и селекционеров. Современной селекции, основанной на поиске связи между генотипом и фенотипом, мешают два препятствия: нехватка данных о геномах инбредных линий с выраженными фенотипическими различиями и сложность индукции каллуса из незрелых зародышей кукурузы — первого шага генетической трансформации.
Исследователи из Сычуаньского аграрного университета и компании Berry Genomics (Китай) использовали функциональную геномику для решения этих проблем. Они изучили геном инбредной линии кукурузы A188, известной уникальными признаками и отличной индукцией каллуса, чтобы найти гены, ответственные за этот желаемый признак.
Ход и результаты исследования:
- Сравнили фенотипические вариации A188 с тремя референсными линиями (B73, Mo17, W22).
- Построили и аннотировали геномную библиотеку линии A188.
- Обнаружили, что A188 имеет более эффективную индукцию эмбрионального каллуса и более качественный референсный геном.
- Собрали геном A188 размером 2210 Мб со значением N50 скаффолдов в 11.61 млн пар оснований (Мп.н.), что больше, чем у линий B73 (9.73 Мп.н.) и Mo17 (10.2 Мп.н.).
- Около 30% предсказанных генов A188 структурно сильно отличались от других линий, что объясняет высокое белковое разнообразие и фенотипические вариации.
- Выявили восемь структурно различных генов и два дифференциально экспрессируемых гена как вероятных ключевых участников индукции каллуса.
Вывод: Вновь собранный геном A188 может служить новым референсом для клонирования функциональных генов различных признаков кукурузы. Исследование подчеркивает важность A188 для эффективной генетической модификации кукурузы с помощью трансгенной селекции.