Международный консорциум ученых, который включает в себя профессора государственного университета Айовы, отобрал последовательность геномов для хлопка в публикации, опубликованной на этой неделе в журнале Nature.
Секвенирование генома будет иметь широкие последствия для производителей хлопка, биологов растений и производителей, которые выращивают другие товарные культуры. Публикация генома также принесет экономические выгоды и для потребителей.
Вторым ведущим автором этой статьи является Джонатан Вендел, заслуженный профессор и заведующий кафедрой экологии, эволюции и органической биологии ИСУ. Его лаборатория выполнила большую часть экспериментов и исследований биологии, которые вошли в проект секвенирования генома.
Wendel специализируется на изучении полиплоидных растений, которые содержат более двух наборов хромосом в их геномах. Многие из самых важных культур, которые люди одомашнили, – полиплоиды, включая хлопок, пшеницу, соевые бобы и кукурузу. Уэндел сказал, что изучение того, как эти растения эволюционировали, чтобы содержать столько хромосомного материала, проливает свет на фундаментальную природу генетики и эволюции.
«Мы можем сосредоточиться на некоторых больших эволюционных и биологических вопросах, которые люди давно просят, и теперь мы можем ответить на некоторые из этих больших вопросов», – сказал он.
Исследователи сфокусировали свои усилия на Gossypium ramondii, дикого рода хлопка, родного небольшому региону Перу, и одного из предшественников современных полиплоидных хлопка, которые так коммерчески важны. Исследование представляет собой первый случай, когда полиплоидное растение сравнивалось с его предшественниками на целом уровне генома, что дает некоторые поразительные результаты. Например, в документе сообщается, что этот особый сорт хлопка подвергался генетическому удвоению от 30 до 36 раз на протяжении всей его истории, что привело к сложной генетической структуре.
Венделл сказал, что тысячелетия человеческого одомашнивания хлопка и его широкое географическое распространение по всему миру дают огромное понимание эволюционного процесса.
«Это достижение последовательности генома является решающим моментом в нашем понимании происхождения и, в конечном счете, функции сложных генов растений», – сказал он.
Производство хлопка в значительной степени способствует экономикам во всем мире. Стоимость хлопкового волокна, выращенного в Соединенных Штатах, превышает 6 млрд. Долл. США в год. Вендел сказал, что секвенирование генома хлопка принесет пользу производителям кукурузы и соевых бобов, которые также являются полиплоидными растениями. Он сказал, что знания, полученные в результате использования генома хлопка, будут способствовать пониманию генетики других культур и позволяют производителям увеличить урожайность и бороться с болезнями и вредителями.
В документе представлены 74 соавтора, представляющих 31 институт. Консорциум возглавил Эндрю Патерсон из Университета Джорджии. Десять авторов соавторов работы или недавно работали в лаборатории Венделя в Государственном университете штата Айова. По словам Венделла, исследователи из ISU проводят генотику хлопка в течение примерно 25 лет из-за ее важности для нашего понимания эволюционной биологии.