Et internation alt team ledet af Plant Phenotyping and Imaging Research Center (P2IRC) ved University of Saskatchewan (USask) og forskere ved Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) har afkodet hele genomet for den sorte sennepsplante - forskning, der vil fremme forædling af oliefrø sennepsafgrøder og danne grundlag for forbedret forædling af hvede, raps og linser.
"Dette arbejde giver en ny model til at bygge andre genomsamlinger til afgrøder såsom hvede, raps og linser. Det er i bund og grund en opskrift på at generere en genomsekvens, der fungerer for enhver afgrøde," sagde Sharpe, direktør for P2IRC.
"Vi ved nu, at vi kan få den samme kvalitet af genomiske data og niveauet af information om genetisk variation for disse vigtige nationale og internationale afgrøder. Det betyder, at vi kan effektivisere avlen, fordi vi nemmere kan udvælge gener for specifikke ønskede egenskaber."
Sharpe sagde, at hans team allerede bruger denne softwareplatform i Omics and Precision Agriculture Lab (OPAL) ved USask Global Institute for Food Security (GIFS) til at sekventere større og mere komplekse afgrødenomer.
Sort sennep (Brassica nigra), almindeligvis brugt i frøform som et krydderi, dyrkes på det indiske subkontinent og er nært beslægtet med sennep og raps dyrket i Canada. Forskningen giver et klarere, "højere opløsning" syn på plantens gener og giver forskere og opdrættere et mere defineret syn på, hvilke gener der er ansvarlige for hvilke egenskaber.
Den resulterende gensamling for sort sennep hjælper også med at forklare, hvordan den sorte senneps genom adskiller sig fra dens nære afgrødeslægtninge - såsom kål, majroer og raps.
Teamet afslørede også det første direkte bevis på funktionelle centromerer, strukturer på kromosomer, der er essentielle for planternes frugtbarhed, og detekterede andre tidligere svære at identificere områder af genomet. Denne viden danner grundlag for at forbedre afgrødeproduktionen.
Parkin, en adjungeret professor i USask og P2IRC-medlem, sagde, at brugen af langlæste sekvensdata har muliggjort hidtil uset adgang til tidligere skjulte træk ved plantegenomer.
"Dette giver ikke kun indsigt i, hvordan afgrøder udvikler sig, men muliggør identifikation af nye strukturelle variationer - nu kendt for at spille en vigtig rolle i kontrollen af mange vigtige agronomiske egenskaber," sagde Parkin, også den ledende forsker med AAFC Saskatoon Research Centre.
De fandt også i sekvensen flere kopier af visse gener, der udtrykker specifikke træk. Dette kan betyde, at visse egenskaber, såsom svamperesistens, kan udtrykkes stærkere gennem flere gener.
Andre USask-medlemmer af holdet omfatter GIFS-forsker Zahra-Katy Navabi og bioinformatikspecialist Chu Shin Koh. Andre teammedlemmer omfatter Sampath Perumal, en post-doc stipendiat med Parkin, samt andre fra University of Ottawa, Thompson River University, National Research Council og forskere fra Storbritannien og Kina.
"Genomsamlingen for sort sennep, som vi har udviklet, er et godt eksempel på, hvordan ny Nanopore-sekventeringsteknologi hurtigt afslører vigtig genombiologi," sagde Sharpe og bemærkede, at denne avancerede sekventeringsteknologi og -funktion er tilgængelig for offentlige og private planteavlsorganisationer gennem OPAL på GIFS.
