3000 геномов риса стали общедоступными во Всемирный день борьбы с голодом
Открытый журнал GigaScience объявил о публикации статьи о секвенировании геномов 3000 сортов риса и о выпуске всего этого набора данных в цитируемом формате в связанной открытой базе данных GigaDB. Публикация этого огромного набора данных (который учетверяет текущий объем общедоступных данных о последовательностях риса) приурочена ко Всемирному дню борьбы с голодом, чтобы подчеркнуть одну из основных целей проекта — создание ресурсов для улучшения глобальной продовольственной безопасности, особенно в беднейших регионах мира.
Эта работа завершает первый этап проекта 3000 Rice Genomes Project — совместной инициативы Китайской академии сельскохозяйственных наук (CAAS), Международного научно-исследовательского института риса (IRRI) и BGI, финансируемой Фондом Билла и Мелинды Гейтс и Министерством науки и технологий Китая.
Цели и значение проекта
- Проблема: Более 1/8 населения мира живет в условиях крайнего голода и нищеты, а растущее население (по оценкам, достигнет 9,6 млрд к 2050 году) требует новых ресурсов для повышения урожайности, снижения воздействия сельского хозяйства на окружающую среду и создания высокоурожайных и питательных культур, устойчивых к засухе, вредителям, болезням или плохому качеству почвы.
- Решение: Проект создает и выпускает обширный объем генетической информации для внедрения методов интеллектуальной селекции. Эти методы используют естественную изменчивость между сортами растений и информацию о лежащих в ее основе генетических механизмах для выбора родительских линий, которые позволят получить гибриды, оптимально приспособленные к разным условиям.
Заявления участников проекта
- Д-р Чжикан Ли (CAAS): Проект является частью усилий по поддержке фермеров в Африке и Азии, с целью охватить не менее 20 миллионов рисоводов в 16 странах. «Рис — основной продукт питания для большинства азиатов, и его потребление растет в Африке... Пищевая безопасность — самый серьезный вызов».
- Д-р Цзюнь Ван (BGI): «Демографический бум и усугубляющийся климатический кризис создают большие проблемы... BGI стремится применять технологии геномики, чтобы сделать возможной быструю, контролируемую и высокоэффективную модель молекулярной селекции».
- Д-р Роберт Цайглер (IRRI): «Доступ к данным последовательностей 3000 геномов риса чрезвычайно ускорит способность селекционных программ преодолевать ключевые препятствия, с которыми человечество столкнется в ближайшем будущем».
Ресурсы и следующий шаг
Коллаборация не только выпустила 13,4 терабайта данных, но и собрала семена каждого сорта (доступны в Международной коллекции генобанка риса в IRRI). Наличие семян необходимо для использования этих генетически охарактеризованных линий.
Однако для достижения цели требуется еще один компонент: информация, позволяющая напрямую связать генетическую информацию (генотип) с физическими признаками (фенотип) этих сортов. Это требует тщательной оценки и описания каждого сорта по агрономически важным признакам, которые затем можно связать с генетическими маркерами в теперь доступных геномных последовательностях.
Преимущества для селекции
Традиционная селекция, основанная на отборе по внешним признакам, часто сталкивается с непредсказуемыми генетическими взаимодействиями. Полное знание генетического состава растения позволяет:
- Выявлять генетические маркеры, связанные с конкретными признаками.
- Лучше понимать, как различные генетические взаимодействия влияют на фенотип.
- Делать более осознанный выбор родительских линий для более точного и быстрого создания сортов, лучше приспособленных к сложным условиям.
Свободный доступ к этим данным для ученых и селекционеров по всему миру значительно ускорит установление связей генотип/фенотип и станет обширным ресурсом для углубления понимания биологии растений.
Доступность данных
Публикация в GigaScience включает хранение данных в GigaDB, где каждому набору присвоен цифровой идентификатор объекта (DOI), что позволяет цитировать данные в научной литературе. Кроме того, данные о прочтениях последовательностей были депонированы в репозиторий SRA (PRJEB6180).