Vaikutukset perimää vaurioittavien aineiden DNA-sekvenssin kasveja,
Tausta:
Moderni kasvien kasvattajat ja viljelijät voivat hyödyntää myös luonnon monimuotoisuutta, joka voi olla laajalti laajennettu kautta, sovelletaanko mutaatio induktio tekniikoita., Vaikutus aiheuttama mutaatio sadon parannus näkyy 2316 virallisesti rekisteröity lajikkeita (IAEA: n tietokannan virallinen mutantti lajikkeita, MVD) kuljettaa romaanin aiheuttama vaihtelu. Lisäksi noin kolme neljäsosaa näistä on suora mutantti johdettujen lajikkeiden hoidon gamma-säteiltä, thushighlighting liikunnan merkitys perimän muutoksia aiheuttaville aineille. Kaikki tämä merkitsee valtava taloudellinen vaikutus maatalouden ja elintarvikkeiden tuotannon, joka on tällä hetkellä arvostettu miljardeja dollarsand miljoonia viljeltyä hehtaaria (Ahloowalia et al. prepissä.)., Kuitenkin, kun maatalouden potentiaalin aiheuttama mutaatio on hyvin ymmärretty, tarkkoja vaikutuksia eri mutagenicagents DNA järjestyksessä kasveja on koskaan kuvattu. Lisäksi viime vuosina romaani käänteinen genetiikka ja gene discovery technologies on vauhdittanut renewedinterest aiheuttama mutaatio. Nämä uudet sovellukset on tarpeen ymmärtää selvästi enemmän tyyppisiä mutaatioita syntyy eri luokkiin perimän muutoksia aiheuttaville aineille,ja mitata niiden taajuus ja jakelu sekä genomin., Nykyään ja ensimmäistä kertaa, teknologiat ovat käytössä toteuttaa kokeita tarpeen saada tätä ymmärrystä.
– Perimää vaurioittavat aineet voidaan luokitella kolmeen luokkaan: fyysinen (esim. gamma-säteet), kemiallisia (esim. etyyli-metaani-sulfonaatti) ja transposonien (kuten transposonien,retrotransposons, T-DNA: ta, retrovirukset). Tällä hetkellä on vähän tietoa soveltamisala geneettisiä vaikutuksia aiheuttama molekyylitasolla kasvien ja spesifisyydestä andrelative tehokkuus näiden eri luokkien aineita., Nämä vaikutukset ottaa DNA-vaurioita, joka johtaa emäsparin muutoksiin (single/yksinkertainen nukleotidin polymorfismeja, SNPs),pieniä lisäyksiä ja poistoja (indels) ja kromosomi uudelleenjärjestelyt. Vielä vähemmän tiedetään siitä, miten aiheuttama mutaatio vuorovaikutuksessa epigeneettiset prosessit, kuten metylaatio,aktivointi retro-elementtejä, ja häiriön korkeampi, jotta DNA: n rakenne.,
Kun kasvattajat ovat käyttäneet mutaatio induktio laajentaa geenipohjaa perintöaines, ja ovat käyttäneet mutantti linjojen suoraan uusia lajikkeita tai lähteinä uusi variationin rajat jalostukseen ohjelmia, tietoa tarkka luonne aiheuttama mutaatioita ei ole tarpeen. Intuitiivisesti konservatiivinen taso pieni pohja pari uudelleenjärjestely ja poisto pidettiin ihanteellisena. Nykyään käyttö mutaatio tekniikoita on laajentunut sovelluksia jalostukseen geenin etsimisen ja käänteinen genetiikka., Näitä high-throughput sovellukset vaativat erityisiä luokkia mutaatioita, jotka ovat aiheuttama korkea hyötysuhde yli koko sato kasvien genomit, ja näin ollen knowledgeof tarkka luonne aiheuttama mutaatio on tulossa ongelma.
High-throughput-geenin löytö menetelmät riippuvat vahvasti siitä, insertional ”tyrmäys” linjat, nyt klassisen ’geeni koneiden ja poistaminen ”tyrmäys” kirjastot. Insertional mutagenesisvolves inducing increased activity of transposable elements (esim., retrotransposons jotka yleensä saattaa osaksi aktiivista geenien) tuottaa sarjan linesin joka teoriassa jokainen geeni perimässä on inaktivoitu, jonka transposon lisäys. Nämä linjat voidaan tunnistaa geenejä, jotka aiheuttavat erityisesti fenotyypit tai päinvastoin, voidaan tunnistaa geenien toimintaan etsimällä fenotyyppi liittyvät inaktivaatio tietyn tunnetun geenin. Insertionaalisten mutanttien on kuitenkin oltava epävakaita (ts. transposonitunnisteen poisto, esim., Ac/Ds binary järjestelmä, seuraavan sukupolven saattaa aiheuttaa fenotyyppi palauta alkuperäinen vanhempi tyyppi,tai aktivointi retrotransposon tunnisteet läpi erilaisia jännityksiä saattaa lisääntyä lisäys tapahtumia, esim. aikana mikrolisäys). Verrattuna insertional mutageneesi, conventionalmutation induktio (eli käyttämällä fyysisiä tai kemiallisia tekijöitä) tarjoaa etu vakaa mutaatioita.
teoriassa, tuotanto poistetaan kirjastojen liittyy asiakkuutta kohtalaisen suuret poistot, mieluiten ulottuu 1 kb 100 kb koko, kunkin sarjan linjat.,Näiden poistojen tulisi kattaa segmentit jokaisen geenin geneettinen ohjelmistoon ja pitäisi olla edustettuna vähintään yksi rivi poistetaan kirjastosta. Näiden poistaminen rivejä voi,kun sitä käytetään yhdessä koko genomin geeni paneelit, voidaan tunnistaa geenien vastuussa erityisesti fenotyypit tai vahvistaa yhdistyksen tunnettuja geenejä erityisesti fenotyyppeihin.
uusi ja tärkeä käänteisgenetiikan lähestymistapa on ”genomien indusoitujen paikallisten leesioiden kohdentaminen” (TILLING)., Täällä, suuri määrä pieniä muutoksia, joko DNA: n emäsparien substitutionsor pieni poistot ulottuu korkeintaan muutaman emäsparin, ovat syntyneet useita rivejä. Näitä rivejä geenin toiminta voidaan varmistaa yhdistämällä fenotyyppi kanssa changesin tietyn geenin ja uusia alleeleja tunnetaan geenejä voidaan tuottaa.
lähivuosina tällaisilla uusilla teknologioilla on yhä suurempi vaikutus käytännön kasvinjalostukseen. Ne edellyttävät kuitenkin erityyppisiä mutaatioita, jotka indusoidaan erityisissä tapauksissa., Jotta räätälöidä mutaatio prosessi, on tarpeen ymmärtää, miten tiettyihin luokkiin mutaatioita syntyy ja jaetaan yli genomit. Aiemmin tämä ei ole ollut mahdollista, koska ei ole analyyttisiä työkaluja ja riittämätön tuntemus sekä prosessi DNA-vaurioita ja arkkitehtuuri kasvien genomit. Lisäksi vain rajoitettu määrä kasvien geenejä sekvensoitiin. Tänään, suurikapasiteettisten DNA-sekvensointi menetelmät yhdistettynä bioinformatiikan ja toimiva genomista lähestymistavat tarjoavat laaja knowledgeon genomin arkkitehtuuri., Koko genomin DNA-sekvenssi malli kaksisirkkaisten kasvien, Arabidopsis, ja malli monocotyledon, riisi on tullut saataville viime aikoina. Alsoscientisteilla on nyt käytössään joukko menetelmiä, jotka on kehitetty lähinnä molekyylimerkkiteknologioiksi, joita voidaan mukauttaa DNA-sekvenssin muutosten kvantifioimiseksi. Kaiken kaikkiaan thestage aikoo siirtää fysikaalisten ja kemiallisten mutageenien aiheuttaman DNA-vaurion tieteen ihmisen genetiikasta kasvijärjestelmiin., Erilaisia tekniikoita voidaan nyt käyttää quantifyboth taustalla oleva peruskorko, numerot yli sukupolvien, spontaani mutaatio ja hetkellinen vaikutuksia mutaatio aineita. Niinpä tiedemiehet joutuvat nyt vihdoin ryhtymään kokeisiin, jotka voivat purkaa erilaisten mutageenien aiheuttamia mutaatioita, jotta indusoidun mutaation tulevat käyttäjät voivat käyttää teknologiaa täysin informoidussa ratkaisussa.,
Tavoitteet:
tavoitteena on ymmärtää mekanismia mutaatio induktio kasveissa ja määrällisesti tyypit (base pairchanges tai poistoja), taajuudet (hinnat muuttuvat suhteessa perimän muutoksia aiheuttaville aineille annos) ja malleja (induktio muutoksia eri puolilla genomin) muutokset DNAinduced useat eri fysikaaliset ja kemialliset mutageenit eri avain sato kasvilajeja. Molekyyli merkki, DNA array, ja romaani kääntää geneettisiä menetelmiä tulee käyttää ainutlaatuinen lähestymistapa analysoida ja kartoittaa induktio mutaatiot saatiin useita kasveja maatalouden merkitys., Näitä tuloksia käytetään antamaan protokollia ja ohjeita, jotka ovat tärkeitä indusoidun mutaation tulevalle käytölle kasvibiologiassa ja viljelykasvien parantamisessa. Tietoa saadaan auttaa Jäsenvaltioita parantamaan sadon breedingprogrammes soveltamalla kohdennettuja aiheuttama mutaatio ja täydentäviä genomista lähestymistapoja, joiden tavoitteena on lisätä maatalouden kestävä kehitys, elintarviketurva ja taloudellista vakautta. Tässä CRP: ssä hyödynnetään DNA-analyysin ja genomiikan uutta kehitystä eri mutageenien aiheuttamien mutaatioiden tyyppien, taajuuksien, nopeuksien ja mallien määrittelemiseksi., Tämä luo tietopohjan, joka ohjaa ja auttaa indusoitujen mutaatioteknologioiden tulevia käyttäjiä viljelyn parantamiseen ja genomiikkaan.Lisäksi se keskittyy fysikaalisiin mutageeneihin, kuten gamma-ja nopeaan neutronisäteilyyn tai röntgensäteilyyn. Valittujen kemiallisten mutageenien avulla voidaan myös vertailla molempien mutageenisten aineiden suhteellisuustehokkuutta. Näiden mutageenien vaikutuksia arvioidaan geneettisesti homogeenisten siementen ja kasvullisesti lisättävän kasviaineiston osalta.,Erityiset ensisijaiset tavoitteet ovat:
- Määritetään mekanismit ja yhteensä tasoilla DNA-vaurioita M1-sukupolvi, esim. suoraan käsiteltyjen siementen pre – ja post-itävyys-analyyseissä.
- tyyppien Määrittämiseksi, taajuudet, hinnat ja malleja mutaatioita M2 sukupolvien yli (a) koko genomien ja (b) DNA-sekvenssien sisällä genomit.
- Määritettäessä tyyppi ja määrä spontaani mutaatio yli sukupolvien avain sato kasvi ryhmät (esim, valitse kasvi järjestelmä, määrittää spontaani tahtiin kuin lähtötilanteessa ja olennainen indikaattori genotyyppi perimää vaurioittava).,
- tiettyjen mutageenien käyttöä koskevien protokollien ja ohjeiden laatiminen useille erityissovelluksille viljelykasvien parantamisessa ja genomiikassa.
- Määrittämiseksi, kemian-ja molekyylitason perustan ero säteily-herkkyys eri lajikkeiden saman sadon lajeja.
- määrittää tyyppi ja määrä lähtötilanteessa spontaani mutaatio, käyttäen multi-sukupolven mutaatioiden kertymistä kokeiluja.
Osallistujaa:
Lataa pdf-tiedosto]
projektisihteeri:
P. J. L. Lagoda