Скотт Джексон, директор Центра Университета Джорджии Applied Genetic Technologies в Колледже Сельскохозяйственных и Наук об окружающей среде, занимает должность председателя Международной Инициативы Генома Арахиса или IPGI.Новая последовательность генома арахиса будет доступна исследователям и растениеводам по всему миру, чтобы помочь в размножении более продуктивных и большего количества устойчивых видов арахиса.Арахис, известный с научной точки зрения как Арахис hypogaea и также названный арахисом, важен и коммерчески и по своим питательным свойствам. В то время как нефть – и богатый белком боб рассматривается как товарная культура в развитом мире, это остается ценным урожаем хлеба насущного в развивающихся странах.
«Урожай арахисов важен в Соединенных Штатах, но это очень важно для развивающихся стран также», сказал Джексон. «Во многих областях это – основной источник калории для семей и товарная культура для фермеров».Глобально, фермеры ухаживают приблизительно за 24 миллионами гектаров арахиса каждый год и производят приблизительно 40 миллионов метрических тонн.«Улучшая виды арахиса, чтобы быть большим количеством засухи – насекомое – и стойкий к болезни может помочь фермерам в развитых странах произвести больше арахиса с меньшим количеством пестицидов и другими химикатами и помочь фермерам в развивающихся странах накормить свои семьи и построить более безопасные средства к существованию», сказал генетик завода Райеев Варшней из Международного Научно-исследовательского института Зерновых культур для Полузасушливых Тропиков в Индии, который служит на IPGI.
Усилие упорядочить геном арахиса шло полным ходом в течение нескольких лет. В то время как арахис был успешно выведен для интенсивного культивирования в течение тысяч лет, относительно мало было известно о генетической структуре боба из-за ее сложности, по словам Пегги Озиас-Акинс, генетика завода в кампусе Тифтона UGA, который также работает с IPGI и является директором Института UGA Размножения Завода, Генетики и Геномики.«До сих пор мы вывели арахис относительно вслепую, по сравнению с другими зерновыми культурами», сказал генетик завода IPGI Дэвид Бертайоли Universidade de Brasilia. «У нас было меньше информации, чтобы работать с тем, чем мы делаем со многими зерновыми культурами, которые были более тщательно исследованы и поняты».
Арахис в областях сегодня – результат естественной помеси двух диких разновидностей, Арахис duranensis и Арахис ipaensis, который произошел в северной Аргентине между 4,000 и 6,000 лет назад. Поскольку его предки были двумя различными разновидностями, сегодняшний арахис – полиплоид, означая, что разновидности могут нести два отдельных генома, определял A и подгеномы B.Чтобы нанести на карту структуру арахиса, исследователи упорядочили геномы двух наследственных родителей, потому что вместе они представляют культурный арахис. Последовательности обеспечивают доступ исследователей к 96 процентам всех генов арахиса в их геномном контексте, предоставление молекулярной карты должно было более быстро породить засуху – и стойкие к болезни, ниже введенные и более высокодоходные виды арахиса.
Два предка дикие разновидности забирались по своей природе, сохранялись в банках идиоплазмы и затем использовались IPGI, чтобы лучше понять геном арахиса. Геномы двух разновидностей предка предоставляют превосходные модели для генома культурного арахиса.
A. duranenis служит моделью для подгеном культурного арахиса, в то время как A. ipaensis представляет подгеном B.Знание последовательностей генома двух родительских разновидностей позволит исследователям признавать геномную структуру культурного арахиса, дифференцируясь между этими двумя подгеномами, существующими на заводах. Способность видеть два отдельных структурных элемента также поможет будущему генному развитию маркера – определение связей между присутствием гена и физическими характеристиками завода.
Понимание структуры генома арахиса заложит основу для новых разновидностей с чертами как добавленное сопротивление болезни и терпимость засухи.Кроме того, эти последовательности генома будут служить руководством для собрания культурного генома арахиса, который поможет расшифровать геномные изменения, которые привели к приручению арахиса, которое было отмечено увеличениями числа семени и размера. Собрания последовательности генома и дополнительная информация доступны по http://peanutbase.org/files/genomes/.
Международная Инициатива Генома Арахиса примиряет ученых из США, Китая, Бразилии, Индии и Израиля, чтобы очертить последовательности генома арахиса, характеризовать генетическое и фенотипичное изменение в культурном и диком арахисе и разработать геномные инструменты для размножения арахиса. Начальное упорядочивание было выполнено ГРАФИЧЕСКИМ ИНТЕРФЕЙСОМ ФИРМЫ BORLAND, Шэньчжэнем, Китай, известный ранее как Институт Геномики Пекина.
Ассамблея была сделана в ГРАФИЧЕСКОМ ИНТЕРФЕЙСЕ ФИРМЫ BORLAND, МИНИСТЕРСТВЕ-СЕЛЬСКОГО-ХОЗЯЙСТВА-США-ARS в Эймсе, Айова, и в Калифорнийском университете, Дэвисе. Проект финансировался промышленностью арахиса через Фонд Арахиса и MARS Inc. и тремя китайскими академиями (Академия Хэнани Сельскохозяйственных Наук, китайская Академия Сельскохозяйственных Наук и Шаньдунская Академия Сельскохозяйственных Наук).Полный список учреждений, связанных с проектом и другими источниками финансирования, доступен по www.peanutbioscience.com.
В американском арахисе главный урожай ряда всюду по Югу и Юго-востоку. В то время как они – крупный экономический водитель для американской экономики, боб также крайне важен для диет и средств к существованию миллионов мелких фермеров в Азии и Африке, многие из которых являются женщинами.Кроме того, чтобы быть богатым источником нефти (44 процента к 55 процентам), белок (20 процентов к 50 процентам) и углеводы (10 процентов к 20 процентам), семена арахиса – важный пищевой источник ниацина, фолата, кальция, фосфора, магния, цинка, железа, рибофлавина, тиамина и витамина E.«В то время как упорядочивание арахиса может быть замечено, поскольку великое прыгает вперед в генетике завода и геномике, у этого также есть потенциал, чтобы быть большим шагом вперед для стабилизации сельского хозяйства в развивающихся странах», сказал Дэйв Хоизингтон, директор программы американской Подачи Агентства по международному развитию Future Peanut and Mycotoxin Innovation Lab, которая принята в UGA.
«С выпуском последовательности генома арахиса исследователи будут теперь иметь намного лучшие инструменты в наличии, чтобы ускорить развитие новых видов арахиса с улучшенными урожаями и лучшей пищей», сказал он.