Учёные завершили черновой вариант генома маниока
Международная команда исследователей из академических, государственных и промышленных организаций завершила создание первого чернового варианта генома маниока (Manihot esculenta). Этот проект — важный первый шаг для ускорения исследований этой продовольственной культуры и решения многих проблем, с которыми сталкиваются фермеры по всему миру.
Маниок — корнеплод, который служит основным источником пищи для более чем 750 миллионов человек ежедневно. Несмотря на его важность для Африки и Азии, у культуры есть серьёзные недостатки: бедный питательный состав и высокая восприимчивость к патогенам. В Африке из-за вирусных болезней ежегодно теряется треть урожая. Одна из них — болезнь коричневой полосатости маниока (Cassava Brown Streak Disease, CBSD) — представляет главную угрозу продовольственной безопасности в некоторых регионах Восточной Африки.
В ответ на эту угрозу и на основе новой геномной последовательности Фонд Билла и Мелинды Гейтс выделил грант в 1,3 миллиона долларов исследователям из Университета Аризоны. Они возглавят международный консорциум по созданию базы данных геномных вариаций, которая предоставит инструменты для селекции, направленной на повышение устойчивости маниока к вирусу CBSD.
Проект координирует Стив Роунсли из Университета Аризоны. В консорциум также входят партнёры из Института геномных наук (Университет Мэриленда), Объединённого института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) и компании 454 Life Sciences (Roche).
Работа над геномом началась в 2003 году с создания Глобального партнёрства по маниоку (GCP-21). В 2006 году проект был выбран для пилотного исследования в рамках Программы секвенирования сообществ DOE JGI. Основной импульс проект получил в начале 2009 года, когда 454 Life Sciences и DOE JGI выделили ресурсы для использования платформы Genome Sequencer FLX с химией GS FLX Titanium.
"Это прекрасный пример того, как быстро могут происходить события, когда все объединены важной целью. Большая часть данных для генома была получена в течение 8 недель после подключения DOE JGI и 454 Life Sciences", — сказал Стив Роунсли.
Было сгенерировано более 61 миллиона прочтений, собранных в черновой геном, который содержит, по оценкам, 95% генов маниока. Это один из первых крупных проектов по геномике растений, где в основном использовалась платформа длинного прочтения от 454 Life Sciences, что обеспечило как высокое качество черновика, так и скорость его создания.
Наличие последовательности генома позволяет новому проекту изучать различия между сортами маниока. Исследователи будут использовать технологии следующего поколения для анализа множества сортов и создания обширной базы данных маркеров. Эти маркеры помогут идентифицировать гены, ответственные за важные признаки, включая устойчивость к CBSD, в сотрудничестве с учёными из Кении, Уганды и Танзании. Все данные и инструменты будут находиться в свободном доступе по всему миру.
Традиционное улучшение маниока — медленный и сложный процесс. Наличие большого количества маркеров сделает селекционные программы более эффективными. Например, признаки, проявляющиеся только у зрелых растений, можно будет идентифицировать у сеянцев с помощью недорогого ДНК-теста.
"Имея на руках первый геном маниока, мы можем дёшево и быстро секвенировать другие сорта, что даст нам тысячи маленьких указателей, которые помогут найти ключевые гены для повышения устойчивости растения к вирусу", — пояснил Роунсли.
Аннотированный черновой вариант последовательности генома доступен на сайте DOE JGI Phytozome: www.phytozome.net/cassava.