在大數(shù)據(jù)中搜索作物的抗病性

責(zé)任編輯:zsheng

2019-01-23 12:36:47

摘自:中國基因網(wǎng)

作物和疾病管理中心的研究人員正在使用大數(shù)據(jù)方法研究真菌基因組進(jìn)化,這將有一天能夠更好地了解作物保護。CCDM由科廷大學(xué)和谷物研究與開發(fā)公司(GRDC)共同資助,開展了由James Hane博士領(lǐng)導(dǎo)的研究。Hane博士正在尋找不同物種基因之間的非典型進(jìn)化關(guān)系,以幫助找到導(dǎo)致作物病害的基因。

作物和疾病管理中心的研究人員正在使用大數(shù)據(jù)方法研究真菌基因組進(jìn)化,這將有一天能夠更好地了解作物保護。CCDM由科廷大學(xué)和谷物研究與開發(fā)公司(GRDC)共同資助,開展了由James Hane博士領(lǐng)導(dǎo)的研究。Hane博士正在尋找不同物種基因之間的非典型進(jìn)化關(guān)系,以幫助找到導(dǎo)致作物病害的基因。

“絕大多數(shù)基因是垂直遺傳的,也就是說,它們以正常的方式從父母傳給孩子,”哈恩博士說。“然而非常偶爾,特別是在微生物中,基因可以”跳過“巨大的進(jìn)化距離 - 這被稱為側(cè)向基因轉(zhuǎn)移。“我們正在大規(guī)模進(jìn)化分析中比較數(shù)千個基因組,以縮小基因在物種之間橫向轉(zhuǎn)移或”跳躍“的位置。”Hane博士說,已經(jīng)橫向轉(zhuǎn)移的基因可以提供有助于病原體存活,進(jìn)化和引起疾病的基因的線索。

“例如,我們在歷史上的某個時刻知道一種非常有效的真菌疾病基因 - 稱為ToxA-從導(dǎo)致黃斑病的病原體跳躍到病原體引起小麥中的枯萎病斑點病。“這兩種病原體在進(jìn)化上都是遙遠(yuǎn)的,但它們具有導(dǎo)致感染的相同基因。“我們正在尋找更多像ToxA這樣的基因,通過比較數(shù)千種基因組,尋找不尋常的進(jìn)化模式,使用Pawsey超級計算中心的超級計算資源,只在兩個相關(guān)物種之間共享基因。”

通過使用超級計算機Magnus,Hane博士目前正在搜索超過3500種物種的數(shù)據(jù)庫,包括真菌,細(xì)菌,古細(xì)菌,卵菌,昆蟲,植物和藻類。

Hane博士說,這個過程計算量很大,因為每個物種的所有基因都需要與所有其他物種中的所有基因進(jìn)行比較,從而產(chǎn)生超過1200萬個比較,每個基因各有約10,000到20,000個基因。“基因組測序和比較基因組學(xué)已經(jīng)走過了漫長的道路,僅僅10年前,我們只與少數(shù)具有全基因組的真菌物種合作,現(xiàn)在有數(shù)百種,”哈恩博士說。

“我們已將研究從單一物種的單一參考基因組研究,到比較相同物種的數(shù)百個基因組- 隨著規(guī)模的增加,產(chǎn)生新的見解和提高準(zhǔn)確性。”Hane博士說,他與CCDM其他人合作的結(jié)果將傳遞給育種公司,以幫助育種者和種植者選擇抗病作物品種。

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