Entrando en una era de 'pangenómica del trigo' desde referencias de ADN de trigo simples a múltiples, el Instituto Earlham EI tiene como objetivo diversificar uno de los genomas más complejos del mundo para mejorar la calidad del rendimiento y aumentar la producción más amplia de este cultivo alimentario crítico.
Trigo de pan Triticum aestivum L. es el cultivo económicamente más importante del Reino Unido y el cereal más ampliamente cultivado del mundo. La producción de trigo es vital tanto en las economías emergentes como en crecimiento. Por lo tanto, comprender la genómica del trigo es esencial para mantener mayores rendimientos parala creciente población mundial, al tiempo que protege el cultivo de las epidemias de enfermedades comunes y la adaptación a las condiciones extremas del cambio climático.
El genoma del trigo ha sido un enigma para los científicos debido a su genoma excepcionalmente grande y complejo. Anteriormente liderando un primer análisis completo del genoma del trigo harinero con otros institutos financiados por BBSRC, la IE ahora ha aprovechado sus avances en genómica para trabajar con ambas industrias.y socios de investigación para permitir la producción de un cultivo mejor y más sostenible para ayudar a la seguridad alimentaria mundial.
A partir de la referencia de datos de plantas más obtenida1 lanzada en noviembre de 2015, EI ha desarrollado un nuevo método que está influyendo en la industria y la academia para avanzar aún más en el campo de la genómica del trigo en una era de múltiples referencias. Revelando nuevos conjuntos de genomas para cinco variedades de trigo máspresentado públicamente en PAG, la mayor conferencia mundial de genómica de plantas y animales, en San Diego, el 14 de enero de 2017.
Los nuevos análisis de trigo llegaron a buen término después de la entrega de la primera referencia de trigo utilizando la herramienta bioinformática 'w2rap' para el ensamblaje del genoma desarrollada por Bernardo Clavijo y su Equipo de Desarrollo de Algoritmos en EI. Los líderes de la industria de ciencias biológicas Bayer Crop Sciences se acercaron al equipo para ejecutarun proyecto piloto que secuencia una variedad de trigo comercialmente significativa.
Ahora, la asociación industria-academia ha dado como resultado que se comisionen otras cuatro variedades. Una relación que le da a la industria acceso a un poder de análisis del genoma sin precedentes, al tiempo que apoya el desarrollo de los métodos de genómica del trigo de la IE.
W2rap es una tubería de bioinformática que puede descifrar genomas complejos y producir ensamblajes robustos para guiar la cría de precisión. Este método de ensamblaje del genoma se aplicará a los análisis de trigo adicionales de EI, utilizando la generación de datos a medida basada en el trabajo del Grupo de Plataformas y Tuberías del Instituto en EI.
La herramienta única no solo será capaz de reunir los datos de secuencia de variedades de trigo, sino que permitirá que los genomas de trigo se produzcan de manera efectiva, robusta y eficiente con tecnologías de secuenciación de próxima generación.
Paralelamente, una subvención de £ 2 millones financiada por BBSRC a la IE en colaboración con el Centro John Innes JIC y NIAB, dirigida por el Dr. Matt Clark, tendrá como objetivo comprender la composición genética de 14 variedades diferentes de cultivares de trigo importantespara la agricultura global y analice estos datos para ayudar a mapear la variación genética en el cultivo. Este proyecto incluye la secuenciación y el ensamblaje de ocho líneas de trigo más con el método w2rap, y construirá recursos genéticos de trigo con el propósito de mejorar y preservar el cultivo,y la investigación.
El profesor Neil Hall, Director de EI, dijo: "Estos nuevos proyectos son extremadamente oportunos ya que los avances técnicos que hemos realizado en el ensamblaje y análisis del genoma del trigo han superado los obstáculos en la complejidad y ahora nos permiten abordar la genética del trigo en su conjuntonueva forma. Ahora deberíamos ver los rápidos avances en los programas de mejoramiento que anteriormente han sido posibles en otros cultivos ".
Fred Van Ex, Jefe del grupo de Genómica en Bayer Crop Science, dijo: "Más de dos mil millones de personas en todo el mundo dependen del trigo como alimento básico. Con el fin de satisfacer las demandas de la creciente población mundial, Bayer se dedica a desarrollar una altaque producen plantas de trigo que son capaces de soportar el estrés ambiental creciente y proporcionan productos finales de alta calidad. Secuencias adicionales del genoma del trigo nos permitirán acelerar la identificación de genes subyacentes al rendimiento y la resistencia al estrés biótico y abiótico. Por lo tanto, estamos muy entusiasmados.trabajar con EI ya que las secuencias del genoma del trigo generadas por la tubería w2rap nos permitirán desarrollar marcadores para la reproducción y aislar genes para apoyar el desarrollo de variedades mejoradas de trigo que satisfagan las necesidades de los agricultores y la sociedad ".
Bernardo Clavijo, Líder del Proyecto de Algoritmos de Bioinformática, dijo: "w2rap será de gran valor para las iniciativas públicas de trigo; ayudándonos a avanzar más rápidamente en la pangenómica del trigo, y desde un enfoque de investigación pública completamente abierto y transparente. De un obtentorperspectiva, esta también es una herramienta que les permite mirar dentro de su germoplasma con detalles y robustez sin precedentes, lo que permite un análisis cruzado con nuestra referencia pública de trigo de alta calidad. Estamos encantados de trabajar con Bayer Crop Sciences; haciendo el impacto deLa secuenciación y ensamblaje del genoma completo de gran alcance se acerca a una realidad.
"En términos de seguridad alimentaria global, los beneficios son dobles. La incorporación inmediata de nueva tecnología en el programa de mejoramiento permite a los mejoradores producir mejores variedades más rápido y más barato. Así como los métodos que desarrollamos permiten una transición rápida de una solareferencia a un escenario de muchos genomas que efectivamente comenzará a aprovechar la enorme variación de los recursos genómicos de trigo del mundo ".
El Dr. Matt Clark, director de Desarrollo de Tecnología de la IE, dijo: "Estas nuevas secuencias de genomas de trigo tienen el potencial de alterar radicalmente tanto la mejora genética como la mejora de cultivos. Facilitan nuevas áreas de investigación para comprender las contribuciones de la variación genética y el genfuncionan según los muchos rasgos diferentes del cultivo.
"Trabajando dentro de un marco estratégico internacional, el proyecto maximizará el beneficio para la investigación del Reino Unido y las prácticas de mejoramiento de trigo de la industria. Brindando conocimiento, recursos y capacitación de clase mundial para ayudar a mantener la posición global del Reino Unido en la genómica del trigo y contribuir a la prioridad deseguridad alimentaria mundial "
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Materiales proporcionado por Instituto Earlham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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