Новые вычислительные инструменты для изучения полиплоидного генома пшеницы

Обзор под руководством доцента Вэйлуна Го (Китайский сельскохозяйственный университет, Пекин) исследует полиплоидный геном пшеницы с помощью новых вычислительных инструментов. Исследование опубликовано в журнале aBIOTECH.

Хлебная пшеница является аллогексаплоидом, и её геном размером около 16 Гб — один из крупнейших среди сельскохозяйственных культур. Анализ таких массивных геномных данных требует высоких затрат, а также надёжных и эффективных вычислительных инструментов.

Полиплоидизация, частые геномные варианты и сложные геномные ресурсы дополнительно ограничивают изучение функциональной геномики пшеницы. Эти проблемы требуют разработки новых вычислительных инструментов для работы со сложными геномами.

Нацелившись на уникальные особенности и проблемы полиплоидного генома пшеницы и анализируя данные с нескольких омиксных уровней, исследователи недавно разработали серию геномных инструментов для выявления геномных вариаций и функций генов. Были созданы геномные базы данных или веб-серверы для удобного доступа к этим данным без программирования.

Кроме того, представлен ряд пошаговых примеров, иллюстрирующих, как эти инструменты или базы данных можно использовать для анализа генетических ресурсов пшеницы и выявления функциональных генов и регуляторных механизмов, связанных с важными агрономическими признаками. Пайплайны и команды для примеров доступны по адресу http://wheat.cau.edu.cn/resources/tutorial.html.

В обзоре также обсуждается будущий потенциал инноваций в разработке геномных алгоритмов, инструментов и баз данных для культур со сложными геномами — в области геномных вариаций, эволюции генов, регуляции генов, пластичности полиплоидов и селекции по дизайну. Использование эффективных и высокопроизводительных инструментов и баз данных приведёт к трансформации технологий селекции пшеницы, способствуя созданию улучшенных сортов для удовлетворения растущего спроса на продовольствие в условиях меняющегося климата.