https://www.high-endrolex.com/35

»таль€нское просо служит подсказкой на пути к производству биотоплива

»таль€нское просо служит подсказкой на пути к производству биотоплива

«ачастую внедрение фрагментов ƒЌ  в геномную последовательность может быть таким же проблематичным, как, например, складывание мозаики– исключа€ лишь то, что у ученых нет картинки, котора€ давала бы представление о конечном результате. »ногда подсказка содержитс€ в других общедоступных последовательност€х ƒЌ  родственных организмов, которые можно использовать в качестве руководства по сборке, но их пригодность зависит от того, насколько близки друг к другу любые две последовательности.

Ќапример, эталонный геном может быть так же далек от внедр€емого, как модель ‘орд-“, выпускавша€с€ в1913-1927 годах,далека от современного автомобил€ с гибридным приводом.

ƒл€ ученых, занимающихс€ просом прутьевидным, - многолетней травой, которую ћинистерство энергетики —Ўј рассматривает в качестве будущего источника биотоплива - внедрение генома этого растени€ представл€ет еще большую сложность, чем обычно, поскольку просо характеризуетс€ наличиемдубликатов хромосом. 

”ченым из ќбъединенного института геномов ћинистерства энергетики, совместно с партнерами из Ѕиоэнергетического научного центра и ќбъединенного института биоэнергетики, двум€ из трех ÷ентров исследовани€ биоэнергии ћинистерства энергетики —Ўј, удалось секвенировать растительные геномы родственных зерновых -  а именно сорго и травы Brachypodium, - которые в будущем, возможно, станут источниками биотоплива.

ќба эти растени€ использовались в качестве эталона дл€ проса прутьевидного, тем не менее, у сорго с просом был общий предок более 20 миллионов лет назад, а у Brachypodium– 50 миллионов лет назад.  √еном намного более близкого к просу прутьевидному растени€ проса италь€нского (Setariaitalica) описан в журнале «NatureBiotechnology». ќписани€ всех трех геномов, нар€ду с геномами других растений, секвенированными в ќбъединенном институте геномов, доступны на сайте www.phytozome.net.

«ћы не считаем Setariaзлаком-источником биотопливав чистом виде, но рассматриваем его в качестве источника информации, так как его геном очень близок по структуре к просу прутьевидному», - объ€снил ƒжефф Ѕеннетцен, ученый из Ѕиоэнергетического научного центра, один из авторов первых исследований на эту тему и профессор университета ƒжорджии. ќн первым предложил ќбъединенному институту геномов секвенировать геном проса италь€нского по ѕрограмме секвенировани€ родственных геномов в 2008году.

ќдним из преп€тствий в исследовании возможностей использовани€ трав в качестве источника биотоплива €вл€етс€ то, что они обычно имеют долгий жизненный цикл и сложные геномы. ƒжереми Ўмуц, руководитель ѕрограммы по растени€мќбъединенного института геномов в »нституте Ѕиотехнологий √удзон-јльфа, отметил, что просо италь€нское предпочтительнее использовать в качестве эталона по нескольким причинам. Ёто компактный геном, размером приблизительно в полмиллиарда пар нуклеотидов, и его можно выращивать в больших количествах на небольших площад€х в течение нескольких мес€цев.

Ўмуц за€вил, что около 80% генома проса италь€нского было внедрено при помощи испытанной платформы дл€ секвенировани€ —ангера, а также более 95% пространства гена – функциональных областей генома. «√еном Setaria€вл€етс€ высококачественным эталонным геномом, –  считает ученый. – ≈сли вы хотите провести функциональное исследование, требующее точного знани€ всех генов и их расположени€ относительно друг друга, используйте именно этот геном».

ќдной из областей исследовани€ €вл€етс€ адаптаци€. ѕоскольку Setariaвстречаетс€ повсеместно, она считаетс€ хорошей моделью дл€ изучени€ адаптации растений и их выживани€ в различных климатических услови€х.

  тому же,у проса италь€нскогоавтономно развилс€ процесс фотосинтеза, отличный от характерного дл€ маиса и сорго. ¬ своем докладе группа ученых отметила: «—еквенирование генома Setariaдало эволюционным генетикам однолетнюю, произрастающую в умеренной климатической зоне —4-траву, устойчивую к засухе и низким температурам, которую вполне можно поставить в один р€д с другими растени€ми, выработавшими или нет подобные адаптационные механизмы». —4-растени€ способны осуществл€ть фотосинтез быстрее, чем —3-растени€, в услови€х хорошей освещенности и высоких температур.

Ўмуц также отметил, что геном Setaria€вл€етс€ хорошей экспериментальной моделью дл€ изучени€ свойств проса прутьевидного – таких как образование клеточной оболочки – в лабораторных услови€х. Ѕудучи членом Ѕиоэнергетического научного центра ћинистерства энергетики, Ѕеннетцен объ€снил, как геном Setariaоказалс€ полезен в одном из биоэнергетических проектов его команды: «—амым сложным в производстве биотоплива €вл€етс€ превращение лигноцеллюлозы в моносахариды.ћы удел€ем особое внимание свойствам, св€занным с пониженной устойчивостью (например, более простой доступ к сахарам) и ищем вариации, которые измен€ют строение клеточной оболочки. ≈сли это сработает с Setaria, это сработает и с просом прутьевидным».

ƒл€ “ома Ѕрутнелла, соавтора исследовани€ и директора »нститута предпринимательства в области возобновл€емых видов топлива ÷ентра растений ƒональда ƒанфорта, геном Setaria€вл€етс€ отправной точкой собственного исследовани€: «—ейчас, когда у нас есть секвенированный геном, мы можем ускорить развитие генетического инструментари€ дл€ Setaria».

≈го предложение по ѕрограмме секвенировани€ родственных геномов ќбъединенного института геномов ћинистерства энергетики —Ўј на 2012 г. строитс€ на возможности использовани€ двух геномов  Setaria, а именно генома проса италь€нского и его дикого предка щетинника зеленого (S. viridis), также описанного в исследовании. «Ќашей целью €вл€етс€ Arabidopsisдл€ трав семейства Panicoid», - за€вил он касательно используемого большинством ученых распространенного растени€.

«ўетинник зеленый меньше проса италь€нского – он зацветает, достига€ высоты 15 см, и от момента, когда растение еще €вл€етс€ семенем, до момента, когда оно уже само дает семена, проходит 6-8 недель. ѕросо италь€нское, напротив, подходит идеально, так как оно выше, имеет более продолжительное врем€ генерации –4 мес€ца, – и  никто еще не разработал дл€ него эффективные методы преобразовани€. Ќаш с ќбъединенным институтом геномов проект позвол€ет использовать геномы Setariaдл€ того, чтобы ускорить исследовани€ с использованием S. viridisв качестве эталонной генетической системы».

ћайкл ‘рилинг, ученый из  алифорнийского университета в Ѕеркли, работающий в области сравнительной геномики растений, уверен, что геном Setaria«увеличивает значимость трав как единой генетической системы, и сообществу биологов, работающих с растени€ми, крайне повезло, что ќбъединенному институту геномов ћинистерства энергетики —Ўј удалось провести это пробное секвенирование». ќн также добавил, что положение проса италь€нского на филогенетическом дереве трав крайне важное.

«ќно достаточно далеко от риса, чтобы исключить нефункциональные секвенции, но не так далеко, чтобы можно было не заметить мелкие регулирующие механизмы. Ѕудучи родственным семейству злаковых маиса и сорго, Setaria€вл€етс€ очень ценным отдельным видом.  роме того, Setariaотноситс€ к таким травам, у которых типы фотосинтеза —3 и —4 практически взаимозамен€емы, так что требуетс€ более детальное изучение. “ип фотосинтеза —4 особенно эффективен в силу того, что растение обладает необычной анатомией, включа€ наличие обкладки сосудистых пучков. Setariaна сегодн€шний день €вл€етс€ эталоном дл€ всех других растений семейства, включа€ просо прутьевидное.

ƒанное исследование не только €вл€етс€ важным шагом на пути к нашей цели сделать производство биотоплива из лингоцеллюлозных зерновых, например, проса прутьевидного, менее затратным – оно также служит иллюстрацией того, как сотрудничество между такими организаци€ми, как Ѕиоэнергетический научный центр, ќбъединенный институт биоэнергетики и ќбъединенный институт геномов может значительно расширить границы исследований растений, проводимых всем биологическим сообществом», - за€вил директор Ѕиоэнергетического научного центра ѕол √илна.

 

http://www.biofueldaily.com/reports/Relative_reference_Foxtail_millet_offers_clues_for_assembling_the_switchgrass_genome_999.html

  • ƒата публикации: 21.05.2012
  • 2478
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150