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在基因库中采用生物信息学



植物生物多样性的保护是分布在世界各地的约1,750个基因库的任务。到目前为止,他们已经储存了植物样本,有时还有其他表型或遗传信息,共计约7400万种植物。预计随着对改进的,更快的和更便宜的测序和其他独特技术的获得的改进,良好表征的种质等离子体的量和需要与生物材料一起储存的详细信息将快速且连续地增长。位于Gatersleben的Leibniz植物遗传和收获植物研究所(IPK)的科学家团队现在通过发表一份意见书来研究未来基因库的挑战和可能性。自然遗传学。

在二十世纪早期到二十世纪中叶,越来越明显的是,作物品种逐渐被现代作物品种所取代,并且存在消失的危险。为了避免遗传多样性和生物多样性的丧失,建立了第一个遗传库,其任务是保护这些植物遗传资源。今天,基因库作为生物储存库和植物生物多样性的储存库,但更重要的是,作为一个将遗传和植物材料信息转化为免费但仍然有价值的资源的图书馆。因此,科学家,植物育种者甚至来自世界各地的任何人都可以请求和使用存储在全球1750多个基因库中的数据用于研究或植物育种目的。

位于Gatersleben的Leibniz植物遗传与培养研究所(IPK)的种质库目前拥有世界上最全面的农作物和野生近缘种群,共收集了2,933和776属的151,002种。种质。来自植物的大多数种质样品在-18C下作为干燥种子储存,而营养繁殖的种质在田间(非原位)永久生长或在-196C储存在液氮中。基因库IPK允许用户查看和检查储存植物的种质及其相应的护照数据,以及以非商业规模申请植物材料。

博士撰写的新观点

科学家已经确定了需要关注的基因库面临的三大挑战。其中两个是由数万个种子批次的基本管理要求引起的,即跟踪种质身份的能力以及避免基因库和基因库之间不必要的重复的需要。第三个挑战是保持种质的遗传完整性,这是由于使用非原生境保存的固有缺点,例如差异存活,遗传漂变和储存和再生中的侵蚀。

然而,作者提出,在基因组的指导下,更强有力的基因库方法可能有助于应对这些挑战。例如,传统上,基因库材料的护照数据描述了种质的分类和起源。通过添加单核苷酸多态性(SNP)作为包含特征,这些基因型信息可用作分子护照数据,以补充和纠正传统护照记录,并有助于清洁和防止重复,提高质量和完整性。采集。

通过将生物信息学和大时间分析转化为植物科学,专注于保存种质资源的传统基因库将转变为生物遗传资源的中心,这些资源结合了植物材料的储存和价值。基因组和分子表征。

目前基因库的资助情景不允许系统生成提交给基因库的每种植物样本的分子护照数据。然而,采取了整个集合的高通量基因分型方向的第一步。 IPK领导的一个国际研究联盟证明了这一点,该联盟通过基因分型在分子水平上收集了22,000多种大麦品种。透视文件的一些作者也参与了案例研究并创建了BRIDGE Web信息门户。 BRIDGE,称为生物多样性计算,以填补基因组信息与基因库中遗传多样性的教育用途之间的差距,

虽然BRIDGE为Gateslebener基因库的发展铺平了道路,作为促进和有效利用作物生物多样性的全面推广,但DivSeek等国际合作正在建立支持基因库,全球育种者和研究人员的国际框架。更有效地管理和动员植物遗传多样性,从而开始弥合生物信息学,遗传学家和基因库策展人之间的差距。因此,自由共享数据的全球生物数字资源中心网络有助于推动植物科学和植物育种研究的进展,并可能在不久的将来成为现实。

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