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        新的'番茄表達圖譜'深入到水果的肉體中
        
			
        
				2019-04-29 08:59:42
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        從油炸的綠色西紅柿到披薩餅，世界在成熟的許多階段都能品嘗西紅柿，每一個都有其獨特的品質(zhì)。水果成熟一直是育種者的一個重要問題，也是博伊斯湯普森研究所(BTI)，康奈爾大學和美國農(nóng)業(yè)部(USDA)研究人員廣泛而富有成效的合作的主題。
        

        新的
        

        研究人員于1月25日在Nature Communications網(wǎng)站上發(fā)表了一篇關(guān)于番茄果實的所有組織和發(fā)育階段的基因表達的時空圖譜- 這是成熟時水果從內(nèi)到外變化的基因信息。他們的數(shù)據(jù)可在新的Tomato Expression Atlas(TEA)上在線獲得。
        

        “合作涉及許多研究小組，他們都研究番茄果實生物學，并且已經(jīng)合作多年，”康奈爾大學教授兼該項目首席研究員喬斯林·羅斯說。
        

        番茄的年市值為550億美元，是了解商業(yè)重要性狀(如大小，顏色，味道和營養(yǎng)成分)的遺傳基礎(chǔ)的重要主題。此外，番茄可以作為一種模式水果，以一種可以轉(zhuǎn)化為其他更難以研究的水果的方式來理解成熟。
        

        大多數(shù)先前的研究都把番茄果實作為一個同質(zhì)組織，或僅僅是外部肉質(zhì)部分，但正如任何切碎成熟，流動的番茄的人都知道的那樣，果實遠非均勻。對于這個項目，研究人員在開發(fā)的各個階段單獨分析每個組織，需要極其謹慎，時間和各種技能 - 這是合作的關(guān)鍵所在。
        

        “該項目充分利用了合作者的高度協(xié)同能力，他們結(jié)合了各自的生理學，分子生物學，激光捕獲顯微切割，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)庫設(shè)計專業(yè)知識，”BTI / USDA科學家James Giovannoni說。
        

        “我們的第一個目標是在番茄果實發(fā)育期間以前所未有的時空分辨率生成轉(zhuǎn)錄組圖譜，”BTI博士后科學家Philippe Nicolas說。“我們需要盡可能具有代表性的無偏差抽樣。為此，我們從超過60個隨機選擇的單個番茄植物中收集了400多個樣本。”
        

        研究人員通過手工和激光捕獲顯微切割仔細解剖了番茄組織，以分離和測序RNA，這些組織使每種組織與個體組織甚至細胞不同。然后將序列數(shù)據(jù)編譯，解析并組織到TEA中，在那里可以對其進行分析以研究對于果實發(fā)育重要的各種生物過程。嚴格的生物信息學工作由BTI的Mueller和Fei實驗室完成。
        

        “TEA數(shù)據(jù)庫提供了前所未有的交互水平和新穎的方式，可視化復(fù)雜的多維表達數(shù)據(jù)，”BTI科學家Lukas Mueller說，他指的是TEA的圖形界面，允許用戶通過熱圖和水果象形圖可視化基因表達。
        

        “這些功能將使研究人員能夠輕松回答以前更難以解決的問題，”穆勒說。
        

        正如合作研究小組為TEA的創(chuàng)建貢獻了各種專業(yè)知識一樣，他們每個人都能夠使用數(shù)據(jù)庫來研究對他們自己的研究重要的生物過程。
        

        “我的主要研究興趣之一是開發(fā)和測試水果開發(fā)的激素調(diào)節(jié)模型，”BTI科學家CarmenCatalá說。“我們現(xiàn)在可以使用TEA生成一個包含所有水果組織的激素生物合成和信號通路的綜合圖譜。”
        

        Catalá實驗室使用這張圖來識別兩種相互作用的蛋白質(zhì)，并可能共同調(diào)節(jié)水果激素信號 - 這是該出版物中幾種TEA促進結(jié)果之一。
        

        “番茄已經(jīng)研究了幾十年，許多過程都有相當詳細的特征，但TEA提供了對我們檢查的基本上每個過程的新見解，并給出了這些過程的高分辨率圖像，”羅斯說。“這就像是拿著一個鏡頭來檢查一個模糊的圖像，讓信息跳得更清晰。”
        

        通過更清晰地了解番茄果實發(fā)育的生物過程，研究人員可以更快地確定我們在番茄和其他水果中所具有的許多重要特性的遺傳基礎(chǔ)。
        

        “我們對成熟的遺傳和表觀遺傳控制以及促進營養(yǎng)質(zhì)量的代謝途徑的理解得到了改善，”Giovannoni說。“這種更大的理解為通過分子輔助育種改善水果鋪平了道路。”
        
			

			
          
        
			
        
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