生物多樣性超越物種多樣性。生物多樣性的另一個(gè)重要方面是物種內(nèi)的遺傳變異。一個(gè)值得注意的例子是作物及其野生祖先的廣泛多樣性和地方多樣性。由萊布尼茨植物遺傳和作物與植物研究所(iDiv蓋茨勒本)領(lǐng)導(dǎo)并得到iDiv研究中心支持的國(guó)際研究聯(lián)盟現(xiàn)在已經(jīng)在分子水平上描述了一個(gè)世界集合，包括來(lái)自22，000多種大麥的種子樣本品種。在《自然遺傳學(xué)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們開(kāi)啟了基因庫(kù)的新時(shí)代，基因庫(kù)已經(jīng)從作物多樣性博物館轉(zhuǎn)變?yōu)樯飻?shù)字資源的中心。
基因銀行儲(chǔ)存來(lái)自世界各地的農(nóng)作物和植物的品種、地方品種和野生親緣物種的樣本，以保護(hù)我們的農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)，并將其用于未來(lái)的農(nóng)作物改良。位于IPK蓋茨勒本的德國(guó)聯(lián)邦非原始棲息地基因庫(kù)擁有世界上最全面的栽培植物收藏，包括22，000個(gè)大麥種子樣本。在iDiv蓋茨勒本的領(lǐng)導(dǎo)下，德國(guó)生物多樣性綜合研究中心(iDiv)、德國(guó)聯(lián)邦植物研究中心(JKI)和哥廷根大學(xué)的juliuskuhn研究所的研究人員與中國(guó)、和瑞士的同事進(jìn)行了合作。此次國(guó)際合作揭示了IPK系列在多大程度上代表了全球大麥的多樣性。單個(gè)植物的基因分型超過(guò)22，000個(gè)種子樣本，使科學(xué)家能夠在收集的樣本中識(shí)別重復(fù)的樣本。該綜合數(shù)據(jù)集開(kāi)辟了基因知識(shí)質(zhì)量管理的新途徑，并通過(guò)精準(zhǔn)定位線引導(dǎo)，有效利用該系列在研究育種中的進(jìn)一步深度表征。
尼爾斯斯坦博士(IPK蓋茨勒本和哥廷根大學(xué))說(shuō)：“這份出版物使我們能夠從分子遺傳學(xué)的角度全面描述全球基因庫(kù)的形態(tài)多樣性。”為此，斯坦和他的團(tuán)隊(duì)使用了一種叫做測(cè)序基因分型的方法(GBS)。2017年發(fā)布的大麥品種‘Morex’的完整DNA序列構(gòu)成了目前工作的基礎(chǔ)。它是GBS資訊的優(yōu)質(zhì)序列主播。為了在整個(gè)基因組中表征栽培大麥和野生大麥之間的遺傳多樣性，研究人員搜索了所謂的SNP(單核苷酸多態(tài)性)。總的來(lái)說(shuō)，他們?cè)诰薮蟮拇篼溁蚪M中發(fā)現(xiàn)了超過(guò)171，000個(gè)這樣的小DNA變體，包括50億個(gè)堿基對(duì)。斯坦補(bǔ)充道
“我們現(xiàn)在可以對(duì)我們收集的大麥種群的起源、分布區(qū)域和關(guān)系得出結(jié)論。所有數(shù)字遺傳數(shù)據(jù)都可以公開(kāi)獲取，有針對(duì)性的查詢可以在線提交。最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)將傳統(tǒng)的護(hù)照記錄與新的分子數(shù)據(jù)相結(jié)合，為研究和育種應(yīng)用提供信息，”IPK的馬丁馬斯徹博士和該項(xiàng)研究的聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)者伊迪夫解釋說(shuō)?；驇?kù)的歷史現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)代分子分析的結(jié)合令人印象深刻地證明了世界各地的基因庫(kù)仍然處于休眠狀態(tài)的機(jī)會(huì)。新的研究方法和國(guó)際合作為保護(hù)和利用這一寶貴的遺傳多樣性鋪平了道路。朱利安庫(kù)恩研究所(JKI)的弗蘭克奧頓教授指出：
過(guò)去，在整個(gè)收集水平上遺傳數(shù)據(jù)的缺乏限制了遺傳多樣性在育種和研究中的實(shí)際應(yīng)用。由于新的分析和公開(kāi)的研究數(shù)據(jù)，現(xiàn)在可以搜索22，626個(gè)大麥種子樣本。為了擁有這一獨(dú)特的資源，研究人員開(kāi)發(fā)了BRIDGE“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”，作為生物數(shù)字資源中心的第一步。
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