Aspen樹的所有基因都被映射出來
本周,來自瑞典,比利時,英國,意大利,挪威和韓國的一組研究人員發(fā)布了兩種白楊樹的基因組,這個項目已經(jīng)用了將近十年的時間才完成,事實證明它比想象的要復雜得多。以及范圍的顯著擴大。
“最后!我們確實有一個不斷變化的目標,因為我們希望開發(fā)一種對樹木生物學的所有研究人員最有用的資源,這促使我們擴大項目并不斷努力改善工作,”納撒尼爾街說, Umeå大學從職位開始時的博士后研究員轉變?yōu)橹斫淌?,現(xiàn)任大學講師,最終領導該項目。
繪制物種中存在的一組基因圖表可能是所有類型的生物學研究中最重要的部分,一旦可用,它幾乎可以實現(xiàn)任何類型的研究。人類基因組的繪圖(2001年出版)是21世紀醫(yī)學領域廣泛突破的基礎。瑞典樹木研究人員是這一領域的早期工作者,從1998年開始工作,為阿斯彭基因的一個子集提供了第一張圖,并為2006年第一次完整繪制樹木基因組 - 黑楊木(Populus trichocarpa)做出了貢獻。這只是第三個發(fā)表的植物基因組,只有擬南芥(擬南芥)和水稻可以提前獲得。
2008 - 2009年,Umeå植物科學中心的一小批瑞典研究人員接受了繪制白楊(Populus tremula)基因組圖譜的挑戰(zhàn)。盡管在瑞典沒有開展過如此廣泛的基因組計劃,但他們?nèi)猿謽酚^態(tài)度; 新的,更便宜的和更強大的技術剛剛可用,并且使用這些技術的試點研究表明,除其他外,白楊的遺傳變異是巨大的。實際上,在某些方面,平均而言,兩棵白楊樹與人類和黑猩猩在遺傳上是不同的。該項目共獲得了100萬克朗的宏基因組序列分析中心 - SciLife實驗室的前身,該實驗室于2010年成立 - 肯普基金會和Umeå植物科學中心的博士后納撒尼爾街開始實際工作。
選擇用于繪圖的樹在Umeå大學/ SLU校園中生長,并且自1999年以來一直在研究。研究人員迅速產(chǎn)生了有希望的結果,但也很清楚,密切相關的黑色棉白楊的基因組不能用作參考,使該項目更具挑戰(zhàn)性。該項目擴大,更多的人和研究小組參與其中,來自六個國家的27名研究人員對這些結果做出了貢獻,現(xiàn)在發(fā)表在“ 美國國家科學院院刊”(PNAS)上)。除了繪制基因組圖譜外,還分析了24個歐洲顫抖白楊,22個美國白楊(Populus tremuloides)和24個黑色楊木楊樹的參考,這使得有可能了解該物種是如何進化和適應的。到不同的環(huán)境。
“除了缺乏長期預算的項目外,這項工作面臨的最大挑戰(zhàn)是處理基因組中那些不含基因的部分,”納撒尼爾街說。
這些基因本身在項目的早期就被定位了,但基因之間的DNA序列在基因組的兩個拷貝之間的aspen中有如此廣泛的差異,每個個體都有一個 - 一個遺傳自母親,另一個來自父親 - 研究方法開發(fā)研究其他基因組如人類,與白楊相比非常近交,但不起作用。
“例如,我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠證明哪些基因對于我們的北歐氣候適應白楊來說是最重要的。這個和我過去五年的其他許多工作都是通過這個項目實現(xiàn)的, “PärIngvarsson說道,他在漫長的旅程中搬到了烏普薩拉的SLU。這是一個真正的里程碑,白楊的巨大變化是理解進化的重要資源,基因組序列為我們提供了解鎖這些信息所需的工具。
“雖然最終映射整個基因組需要很長時間,但該項目在此過程中產(chǎn)生了多次分拆。如果沒有這個項目,2013年發(fā)布的挪威云杉序列的巨大工作將不會開始。 2009年啟動該項目的Umeå大學教授Stefan Jansson說,我們生產(chǎn)和更新的植物基因組現(xiàn)已在全球范圍內(nèi)使用。
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