最終對高度復雜的甘蔗基因組進行了測序

甘蔗是最后一個進行基因組測序的主要栽培植物。這是因為其巨大的復雜性：基因組包含每個染色體10到12個拷貝，而人類基因組只有兩個。這是一個國際研究小組由CIRAD協(xié)調(diào)，使得實現(xiàn)了這一里程碑，因為在報道自然通訊7月6日現(xiàn)在將有可能現(xiàn)代化用來繁殖甘蔗品種的方法。這對糖和生物質(zhì)工業(yè)來說是一個真正的福音。

對甘蔗基因組進行測序是如此復雜，以至于傳統(tǒng)的測序技術(shù)被證明是無用的。這意味著甘蔗是最后一個進行基因組測序的主要栽培植物。

該團隊采用了一種基于大約20年前在CIRAD發(fā)現(xiàn)的新方法的方法：甘蔗和高粱的基因組結(jié)構(gòu)非常相似。這個術(shù)語是“共線性”，這意味著存在一定程度的平行性，許多基因以相同的順序出現(xiàn)。因此，CIRAD研究員，該研究的主要作者Olivier Garsmeur能夠使用高粱基因組作為模板來組裝和選擇甘蔗染色體片段以進行測序。“由于這種新方法，Réunion，R570品種獲得的參考序列質(zhì)量非常好，”負責研究的CIRAD遺傳學家AngéliqueD'Hont說。

該參考序列是對甘蔗基因組進行全面測序并更有效地分析各種甘蔗品種之間差異的重要步驟。AngéliqueD'Hont在2012年對香蕉基因組有相同的經(jīng)驗。她說，“對一個物種的參考序列從根本上改變了該物種的所有基因組和更廣泛的遺傳方法。”

與之前的所有其他栽培植物一樣，甘蔗育種現(xiàn)在將能夠進入分子生物學的時代。到目前為止，由于缺乏參考序列，甘蔗品種育種計劃僅限于雜交，其次是繁瑣的常規(guī)田間評估?，F(xiàn)在可以開發(fā)分子篩選技術(shù)以補充田間試驗。這是一項重大突破，因為世界上近80%的糖都來自甘蔗。此外，該植物最近也成為生物質(zhì)作物。這種新的遺傳知識將有助于為更廣泛的用途創(chuàng)造新品種。

與甘蔗相比，高粱基因組(綠色)更簡單。每個條形代表甘蔗染色體。橙色，來自馴化品種，甘蔗(Saccharum officinarum)和紅色，來自野生品種S. spontaneum的那些。

在甘蔗的基因組是以下幾個原因復雜：

高多倍性(每個染色體類別的大量拷貝)

非整倍性(根據(jù)染色體類別可變拷貝數(shù))

染色體的雙特異性起源

結(jié)構(gòu)差異和種間染色體重組。

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