& # 039; sledované vlastnosti zrna temná hmota &…

V důsledku mnoha generací preferenčního třídění a kultivace semen má domestikovaná rýže zrna olejnatých semen s vyšším obsahem škrobu než jejich příbuzní divoké rýže. Ale zatímco rýže byla první plodinou, která byla plně sekvenována, vědci zdokumentovali pouze některé z genetických změn, díky nimž se rýže stala základní potravinou pro více než polovinu světové populace.

Nový výzkum zjistil, že významné množství domestikačních změn v rýži odráží výběr znaků určených částí genomu, která nekopíruje proteiny.

Xiaoming Zheng, biolog z Crop Science Institute Čínské akademie zemědělských věd, byl prvním autorem článku, který byl nedávno publikován v následujícím časopise. Vědecký vývoj„Analýza v rámci celého genomu odhaluje roli nekódujících variací v komplexních rysech během domestikace rýže.“ Současně Qingwen Yang a Jun Liu z Crop Science Institute Čínské akademie zemědělských věd a St. Kenneth M. Olsen z Washingtonské univerzity v St. Louis rovněž kontaktuje autory tohoto článku.

Je podezření, že nekódující RNA hrají klíčovou roli v regulaci růstu a vývoje, ale teprve se začínají charakterizovat.

“I přes téměř 20 let genomu domestikace plodin a genomických studií stále víme velmi málo o genetickém základu většiny znaků domestikace u většiny druhů plodin,” řekl profesor Olsen. Umění a biologie vědy z University of Washington.

“Rané studie měly tendenci hledat„ krátké ovoce “pro jednoduché vlastnosti kontrolované pouze jedním nebo dvěma geny a snadno identifikovatelné mutace,“ řekl Olsen. “Mnohem obtížnější je objevit jemnější vývojové změny, které jsou rozhodující pro většinu změn během domestikace plodin.”

„Tato studie nabízí krok tímto směrem zkoumáním regulačního mechanismu, který je zásadní pro modulaci změn ve vývoji rýžových zrn souvisejících s domestikací.“

Rozmanitost funkcí

Převážná část DNA v chromozomech mnoha rostlin a živočichů, až 98% genomu jakéhokoli druhu, se skládá z genů, které nekódují pokyny pro výrobu bílkovin. Tato genetická informace je však málo známá. Někteří vědci je nazývali „temnou hmotou“ genomu nebo je dokonce ignorovali jako „zbytečnou DNA“, ale zdá se, že při jejich vývoji hraje velkou roli rýže.

V této studii vědci zjistili, že významné změny, ke kterým došlo během domestikace rýže před více než 9 000 lety, mohou souviset s molekulami nazývanými dlouhověká RNA (lncRNA), což je třída molekul RNA o délce více než 200 nukleotidů. .

Vědci zjistili, že asi 36 procent genetické informace zaznamenané v genomu rýže lze vysledovat zpět do nekódovaných oblastí, ale více než 50 procent rozmanitosti zvláštností důležitých pro zemědělství je spojeno se stejnými oblastmi.

“Poprvé byly zaznamenány a podrobně popsány lncRNA v nekódující oblasti pěstované rýže a divoké rýže,” řekl Zheng.

“Naše transgenní experimenty a populační genetická analýza přesvědčivě prokázaly, že změnou exprese genů, které fungují při syntéze a pigmentaci škrobu, výběr lncRNA přispívá ke změnám v kvalitě domestikovaných rýžových zrn.” obilí, “řekl.

Při práci s několika stovkami vzorků rýže a více než 260 Gbs sekvence použili vědci přesné detekční techniky k důkladnému měření a monitorování transkripce lncRNA v rýži. Nová studie validuje některé předdefinované lncRNA a také poskytuje nové informace o dříve neidentifikovaných molekulách.

Tato nová studie posiluje spekulace některých vědců, že většina adaptivních rozdílů mezi skupinami rostlin nebo zvířat je způsobena změnami v regulaci genů, nikoli evolucí proteinů.

“Na základě našich zjištění navrhujeme, aby výběr lncRNA mohl být širším mechanismem, kterým se u mnoha druhů vyvíjí vzorce genové exprese genomu,” řekl Zheng.

Tento průzkum rýže otevírá oči a možná i nové dveře pro produkci nových plodin a obilí pomocí přesného zemědělství.

Zdroj příběhu:

Materiály poskytované Washingtonská univerzita v St. Louis. Původně napsala Talia Ogliore. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.