Un equipo internacional dirigido por el Centro de Investigación de Imágenes y Fenotipado de Plantas P2IRC de la Universidad de Saskatchewan USask e investigadores de Agriculture and Agri-Food Canada AAFC ha decodificado el genoma completo de la planta de mostaza negra - investigaciónque promoverá el mejoramiento de cultivos de mostaza oleaginosa y proporcionará una base para el mejoramiento del cultivo de trigo, canola y lentejas.
El equipo, codirigido por los investigadores de P2IRC Andrew Sharpe e Isobel Parkin, utilizó una nueva tecnología de secuenciación del genoma Nanopore que produce "lecturas" muy largas de secuencias de ADN y ARN, proporcionando información para el mejoramiento de cultivos que antes no estaba disponible.. Los resultados se publican hoy en Plantas naturales .
"Este trabajo proporciona un nuevo modelo para construir otros conjuntos genómicos para cultivos como el trigo, la colza y las lentejas. Esencialmente, es una receta para generar una secuencia del genoma que funciona para cualquier cultivo", dijo Sharpe, director de P2IRC.
"Ahora sabemos que podemos obtener la misma calidad de datos genómicos y nivel de información sobre la variación genética para estos importantes cultivos nacionales e internacionales. Esto significa que podemos hacer que el mejoramiento sea más eficiente porque podemos seleccionar más fácilmente genes para los rasgos específicos deseados. "
Sharpe dijo que su equipo ya está utilizando esta plataforma de software en el Laboratorio de Agricultura Ómica y de Precisión OPAL en el Instituto Global de Seguridad Alimentaria GIFS de EE. UU. Para secuenciar genomas de cultivos más grandes y complejos.
La mostaza negra Brassica nigra, comúnmente utilizada en forma de semilla como especia para cocinar, se cultiva en el subcontinente indio y está estrechamente relacionada con los cultivos de mostaza y canola que se cultivan en Canadá. La investigación proporciona una "resolución más alta" más claravista de los genes de la planta y brinda a los investigadores y criadores una visión más definida de qué genes son responsables de qué rasgos.
El ensamblaje de genes resultante para la mostaza negra también ayuda a explicar cómo el genoma de la mostaza negra difiere de los de sus parientes cercanos de cultivos, como el repollo, el nabo y la canola.
El equipo también descubrió la primera evidencia directa de centrómeros funcionales, estructuras en cromosomas esenciales para la fertilidad de las plantas, y detectó otras regiones del genoma que antes eran difíciles de identificar. Este conocimiento proporciona una base para mejorar la producción de cultivos.
Parkin, profesor adjunto de USask y miembro de P2IRC, dijo que el uso de datos de secuencia de lectura larga ha permitido un acceso sin precedentes a características previamente ocultas de los genomas de plantas.
"Esto proporciona no solo información sobre cómo evolucionan los cultivos, sino que también permite la identificación de variaciones estructurales novedosas, que ahora se sabe que desempeñan un papel importante en el control de muchos rasgos agronómicos clave", dijo Parkin, también científico investigador principal de AAFC SaskatoonCentro de Investigación.
También encontraron en la secuencia múltiples copias de ciertos genes que expresan rasgos específicos. Esto podría significar que ciertos rasgos, como la resistencia a los hongos, podrían expresarse con más fuerza a través de varios genes.
Otros miembros del equipo de USask incluyen a la investigadora de GIFS Zahra-Katy Navabi y al especialista en bioinformática Chu Shin Koh. Otros miembros del equipo incluyen a Sampath Perumal, un becario postdoctoral de Parkin, así como a otros de la Universidad de Ottawa, Thompson River University, el Consejo Nacional de Investigación e investigadores del Reino Unido y China.
"El ensamblaje del genoma de la mostaza negra que hemos desarrollado es un gran ejemplo de cómo la nueva tecnología de secuenciación Nanopore revela rápidamente una biología importante del genoma", dijo Sharpe, señalando que esta tecnología y capacidad de secuenciación avanzada está disponible para organizaciones de fitomejoramiento públicas y privadas.a través del OPAL en GIFS.
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Materiales proporcionado por Universidad de Saskatchewan . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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