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        用于研究生物燃料原料的全基因組測序水稻突變體資源
        
			
        
				2019-06-12 14:43:06
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        水稻是世界一半以上人口的主食，也是研究高粱，柳枝稷和芒草等候選生物能源草的典范。為了優(yōu)化作物的生物燃料生產(chǎn)，科學家們正在尋找能夠控制關(guān)鍵性狀的基因，如產(chǎn)量，抗病能力和水分利用效率。
        

        用于研究生物燃料原料的全基因組測序水稻突變體資源
        

        種群的突變植物，具有改變的一個或多個基因的每一個，是為闡明基因功能的重要工具。通過單核苷酸水平的全基因組測序，研究人員可以通過觀察特定性狀的獲得或喪失來推斷基因的功能。但現(xiàn)有水稻突變體集合的效用受到若干因素的限制，包括品種相對較長的6個月生命周期和大多數(shù)突變體系缺乏序列信息。
        

        在植物細胞發(fā)表的一篇論文中，由Pamela Ronald領(lǐng)導的團隊，加州大學戴維斯分?；蚪M中心教授和植物病理學系教授，以及能源部(DOE)聯(lián)合生物能源研究所(JBEI)草地遺傳學主任來自加州大學戴維斯分校和美國能源部聯(lián)合基因組研究所(JGI)的合作者報告了第一個全基因組測序的快中子誘導的Kitaake突變種群，這是一種生命周期短的模式水稻品種。
        

        Kitaake(Oryza sativa L. ssp.japonica)在短短9周內(nèi)完成其生命周期，對光周期變化不敏感。這一新穎的收集將加速水稻和其他單子葉植物的功能性遺傳研究，這是一種包括草的開花植物物種。
        

        “人們現(xiàn)在使用的一些最受歡迎的水稻品種每年只有兩代.Kitaake最多有四代，這真正加速了功能基因組學工作，”勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)的項目科學家Guotian Li說。和JBEI的Grass Genetics副主任。
        

        在先前發(fā)表的一項試驗性研究中，Li，Mawsheng Chern和Rashmi Jain，“植物細胞”論文的共同第一作者證明，快中子輻射在Kitaake中產(chǎn)生了豐富多樣的突變，包括單堿基取代，缺失，插入，倒位，易位和重復。Li指出，其他用于產(chǎn)生水稻突變體群的技術(shù)，如插入基因和染色體片段以及使用CRISPR-Cas9等基因編輯工具，通常會產(chǎn)生單一類型的突變。
        

        “快中子照射引起不同類型的突變并給出不同的基因等位基因，因此我們真的可以獲得其他收集無法實現(xiàn)的東西，”他說。
        

        該突變體群體的全基因組測序 - 總共1,504行，覆蓋率為45倍 - 使研究人員能夠以單核苷酸分辨率確定每個突變。他們確定了影響32,307個基因的91,513個突變，占大約389個兆堿基水稻基因組中所有基因的58%。其中很大一部分是功能喪失突變。
        

        使用這個突變體集合，Grass Genetics小組確定了一個反轉(zhuǎn)影響單個基因作為短粒子表型的致病突變，在一個突變系中，人口只有50株植物。相比之下，研究人員需要超過16,000株植物使用傳統(tǒng)方法鑒定相同的基因。
        

        “這種比較清楚地證明了測序突變體群體用于快速遺傳分析的能力，”羅納德說。
        

        這種高密度，高分辨率的突變目錄為研究人員提供了發(fā)現(xiàn)控制多種生物途徑的新基因和功能元件的機會。為了便于開放訪問該資源，Grass Genetics小組建立了一個名為KitBase的門戶網(wǎng)站，允許用戶查找與突變體采集相關(guān)的信息，包括每個水稻品系的序列，突變和表型數(shù)據(jù)。
        
			

			
          
        
			
        
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