科学家使用定制基因组组装和编辑方法来改良羊草
中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓峰博士领导的研究小组利用自己的定制基因组编辑系统改善了羊草的生物量相关性状,同时增进了对羊草基因组学的了解。
该团队以大数据与生物技术融合为特征的基因组组装和创新基因编辑系统,揭示了羊草基因组智能快速育种的潜力。该研究于 10 月 24 日发表在《美国国家科学院院刊》上。
羊草(Leymus chinensis)是小麦科的一员,是整个欧亚草原的重要草种。该物种以其根茎粗壮而闻名,具有耐霜、耐旱、耐盐、稳定土壤能力等令人印象深刻的特性。
羊草因其卓越的营养价值和适口性而被广泛认为是一种具有生态和经济效益的优质牧草。然而,由于羊草基因组规模大、杂合度高,研究它并阐明其突出特性具有挑战性。
在这项研究中,研究人员选择了羊草L. chinensis Lc6-5,这是一种产自中国东北草原、根茎粗壮的羊草。他们使用尖端测序和组装技术进行基因组组装。组装后的基因组大小约为8 Gb,重叠群N50超过300 Mb,重复序列占基因组的87.76%。
鉴于基因组显着的杂合性,研究人员还进行了单倍型水平的组装。这些结果为未来的研究工作提供了宝贵的基因组资源。
随后,研究人员利用定制的CRISPR/Cas9编辑系统对Lc6-5进行了microRNA MIR528的敲除,从而导致分蘖数和植物生长速度显着增加。
组装好的羊草基因组,加上研究团队开发的基因组编辑系统,为羊草生物量的提高打开了大门,并为其快速遗传改良和基于基因组的育种开创了先例。
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