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研究人员编制可可基因图谱,帮助植物育种家培育巧克力树

本站发布时间:2024-06-30 08:04:37

可可,巧克力树,是世界上最重要的经济作物之一,每年产生数千亿美元的收入。然而,可可受到一系列病虫害的影响,据估计,损失高达全球产量的30%至40%

现在,宾夕法尼亚州立大学的研究人员领导的一个团队创建了一个基因信息资源,帮助植物育种家开发出能够在其本土亚马逊和其他地方可持续种植的可可抗性品种,如中南美洲、加勒比、非洲和亚洲的热带纬度地区

在6月26日发表在《BMC植物生物学》上的研究结果中,该团队描述了Cacao基因图谱,这是研究人员于2016年开始的一个庞大的复制转录组汇编数据集。

转录组是生物体基因组的蛋白质编码部分,研究人员可以对其进行分析,以确定细胞和组织中每个基因的开启或关闭时间和位置。研究人员的长期目标是加快育种,开发高产的可可优良品种

团队负责人Mark Guitinan、J.Franklin Styer园艺植物学教授和宾夕法尼亚州立大学农业科学学院植物分子生物学教授表示,Cacao基因图谱包含1120万个基因表达数据点,是一种免费向公众开放的基因组学资源

研究人员可以使用图谱来模拟敲除或增强基因对植物的影响,从而在不花费种植植物的费用或时间的情况下测试假设

他说:“在几秒钟内,该图谱就可以用来显示可可整个生命周期中任何可可基因的表达模式,这将有助于发现重要性状的基因,并在未来加速可可新品种的选育。”

“未来可以通过添加新的数据来扩展图谱。最终,我们希望这能帮助世界上的可可种植者对抗植物疾病,并为工业生产高质量的可可豆。”

可可有时被称为孤儿作物,因为巧克力树的遗传资源不如玉米、水稻或棉花等作物的遗传资源多。植物生物学博士生Evelyn Kulesza表示,这项研究改变了这种动态

“对于其他作物,基因组资源已经存在,科学家可以用于各种基因分析,”她说。托马斯说:“我们创造了这种资源,使世界各地的许多其他可可科学家能够轻松地进行研究。我们扩大了知识库,使其他可能没有资金支持或实验室空间的科学家能够进行实验,测试不同基因的行为。”。“此外,我们进行了几项实验治疗和时间进程,以测量组织对生物和非生物压力源的反应中的基因表达。”

为了促进信息的广泛使用,研究人员还免费在线提供了所有原始基因测序数据、基因表达图谱矩阵、脚本和其他用于创建图谱的相关细节。研究人员开发了一种带有图形用户界面的基因表达浏览器,以显示基因表达模式,并提供对原始数据和统计分析的轻松访问

More information: Evelyn Kulesza et al, The cacao gene atlas: a transcriptome developmental atlas reveals highly tissue-specific and dynamically-regulated gene networks in Theobroma cacao L, BMC Plant Biology (2024). DOI: 10.1186/s12870-024-05171-9

Journal information: BMC Plant Biology

Provided by Pennsylvania State University

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