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莎拉·汤普森
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植物育种家总是努力开发新的品种,以满足种植者、生产者和消费者。

为此,育种者使用遗传标记从野生物种中带入其栽培表兄弟的理想性状。在纽约日内瓦康奈尔阿格里德康奈尔·阿格里德队的葡萄育种者,遗传学家和生物信息专家团队转移困难,但在纽约日内瓦的葡萄饲养员,遗传学家和生物信息专家团队提出了一种强大的新方法。

他们的研究详细记录在“Haplotyping具有Rhampseq的血管性聚集核心基因组在不同的属中提高了标志性可转移性发表在1月21日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

该团队开发遗传标记的新技术使标记在不同葡萄品种间的转移率从2%提高到了92%。有了它,世界各地的育种者可以筛选他们的收藏,并立即发现哪些藤蔓具有他们想要的性状——不管它们是什么品种,它们来自哪里,或者它们的亲本是什么物种。

“这种新的标记开发战略远远超出葡萄,”联合作用者说布鲁斯Reisch是,农业学院园艺教授,生命科学教授,以及康奈尔葡萄养殖和遗传计划的领导者。“适用于不同葡萄育种计划,植物物种和其他不同生物的繁殖和遗传研究。”

育种者通过识别指向与性状相关基因的DNA标记,选择携带这些基因的植物,并进行跨物种育种,将本地物种所需的性状带入栽培物种。然而,对于葡萄藤和其他植物来说,进化已经彻底重组了基因deck,以至于用某些葡萄藤物种开发的标记对野生物种或它们的杂种不起作用。

然而,育种者必须具有可靠的标记,用于创造具有改善的风味,耐候性或抗病性的新葡萄品种 - 特别是随着气候变化增加疾病压力并改变了许多栽培品种的生长范围。

为了创建遗传标记,研究团队使用新的自动DNA测序技术创建了葡萄藤的“核心基因组”,匹配了10个物种基因组共享的重要区域。利用强大的新rhAmpSeq基因定位技术,他们针对这些区域开发了强大的DNA标记。

在该团队开发的2000个标记中,92%的标记与跨越Vitus(葡萄藤)属多样性的4个葡萄家族相匹配,包括2000万年前分化出来的近缘物种。

研究人员已经将这些新标记应用于超过22,000多个葡萄树,包括美国农业部农业研究服务国家葡萄系列中的葡萄集团。该标记还可靠地映射肌肉葡萄,这是一个原产于美国东南部的亚种和抗病基因的主要来源。

除抗病性外,北美和亚洲原产于北美和亚洲的其他葡萄种类也更好地适应了各种气候和土壤条件。

“这个工具比我们意识到的要强大得多,”合著者Lance Cadle-Davidson说,他是康奈尔大学整合植物科学学院的兼职教授,也是美国农业部在日内瓦的葡萄遗传研究单位的研究植物病理学家。“它打开了很多新的机会来建立以前不存在的联系。现在我们说的是同一种语言。”

这种突破将葡萄基因组翻译成繁殖者的共同语言是使命的核心Vitisgen2,多机构研究项目的第二次迭代从中出现了新的标记发展战略。

“这是一项改变游戏规则的工作——而这仅仅是个开始,”唐纳·布朗说,他是国家葡萄研究联盟的主席,该联盟是一个行业主导的非盈利组织,代表葡萄酒、果汁、葡萄干和鲜食葡萄的研究利益。“从这里开始,我们可以大大加快基因探索,这将帮助我们提高水果和生产质量,并最终应对病虫害、气候变化等威胁。”

共同主要作者是康奈尔生物技术研究所博士后邹程和赖希实验室博士后阿维纳什·卡恩。

这项工作得到了美国农业部和国家科学基金会的资助。

Sarah Thompson是康奈尔阿格特齐克的自由撰稿人。

这篇文章也刊登在《康奈尔纪事报》上。

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