Программа CROPSR поможет ускорить генетические открытия в селекции сельхозкультур

Программа CROPSR поможет ускорить генетические открытия в селекции сельхозкультур Биотопливные культуры важны для сокращения выбросов парниковых газов, и новый инструмент, разработанный Центром передовых инноваций в области биоэнергетики и биопродуктов (CABBI), должен ускорить их разработку, а также достижения в области генетического редактирования в целом, сообщает phys.org. 
Геномы сельскохозяйственных культур подбираются поколениями селекционеров для оптимизации конкретных признаков, и до недавнего времени селекционеры ограничивались отбором по естественному разнообразию. Технология редактирования генов CRISPR / Cas9 может изменить это, но программные средства, необходимые для разработки и оценки экспериментов CRISPR, до сих пор основывались на потребностях редактирования геномов млекопитающих, которые не имеют тех же характеристик, что и сложные геномы сельскохозяйственных культур.
CROPSR стал первым программным инструментом с открытым исходным кодом для разработки и оценки последовательностей направляющей РНК (gRNA) в масштабах всего генома для экспериментов CRISPR, созданный учеными CABBI, Исследовательского центра биоэнергетики, финансируемого Министерством энергетики (BRC). Общегеномный подход значительно сокращает время, необходимое для разработки эксперимента CRISPR, уменьшая сложность работы с сельскохозяйственными культурами и ускоряя разработку, оценку и валидацию последовательности gRNA, согласно исследованию.
«CROPSR предоставляет научному сообществу новый способ для проведения экспериментов с CRISPR / Cas9», - сказал разработчик CROPSR Ханс Мюллер Пол, молекулярный биолог. Новое программное обеспечение ускорит открытие и сократит количество неудачных экспериментов.
Ученые создали программное обеспечение, которое снимает ограничения, налагаемые другими пакетами на разработку и оценку последовательностей gRNA, руководств, используемых для определения целевого генетического материала. По словам авторов, модель оценки CROPSR обеспечивает гораздо более точные прогнозы даже в геномах, не относящихся к культурам.
Многие сельскохозяйственные культуры, особенно биоэнергетическое сырье, имеют очень сложные полиплоидные геномы с несколькими наборами хромосом. И некоторые программные средства редактирования генов, основанные на диплоидных геномах (например, у людей), имеют проблемы с особенностями геномов сельскохозяйственных культур.
Иногда для проверки результатов могут потребоваться недели или месяцы. Например, признак может регулироваться набором генов, особенно тем, который связан со стрессом растений, где полезны резервные системы. Ученый может разработать эксперимент, чтобы отключить один ген и не знать о другом, который выполняет ту же функцию. Проблема может быть обнаружена только после того, как растение созреет без какого-либо изменения признака. Это особая проблема с культурами, для выращивания которых требуются особые погодные условия, где пропуск сезона может означать задержку на год проведения эксперимента.
Использование общегеномного подхода позволило ученым адаптировать CROPSR для использования на растениях, устранив встроенные ошибки, обнаруженные в существующих программных средствах. Поскольку они основаны на геномах человека или мыши, где множественные копии генов встречаются реже, эти инструменты наказывают последовательности gRNA.
Но с сельскохозяйственными культурами цель часто состоит в том, чтобы мутировать более чем в одной позиции, чтобы уничтожить все копии гена. Раньше ученым иногда приходилось разрабатывать четыре или пять экспериментов с мутациями, чтобы отключить каждый ген в отдельности, что требовало дополнительного времени и усилий.
CROPSR может генерировать базу данных полезных направляющих РНК CRISPR для всего генома сельскохозяйственных культур. Этот процесс требует больших вычислительных затрат и отнимает много времени - обычно требуется несколько дней, — но исследователям нужно сделать это только один раз, чтобы создать базу данных, которую затем можно использовать для текущих экспериментов.
Таким образом, вместо того, чтобы искать целевой ген через онлайн-базу данных, а затем использовать современные инструменты для разработки отдельных руководств для пяти разных местоположений и проведения нескольких раундов экспериментов, ученые могли бы искать ген в своей собственной базе данных и просматривать все доступные вариации.
CROPSR был разработан с учетом геномов сельскохозяйственных культур, но он применим к любому типу генома.
«CROPSR также основан на генах человека, поскольку доступность данных для генов сельскохозяйственных культур просто еще не существует, - сказал Мюллер Пол, - но мы рассматриваем возможность сотрудничества с другими BRCS, чтобы обеспечить более эффективное предсказание, основанное на биофизике, чтобы помочь смягчить некоторые острые вопросы, вызванные отсутствием данных».
Фото - pexels.com
Дата публикации: 20.02.2022
Источник: agroxxi.ru

Возможно эти новости Вам будет интересно прочитать

Глюфосинат набирает обороты на полтора миллиарда долларов

Глюфосинат набирает обороты на полтора миллиарда долларов

Если в прошлом году мировой рынок глюфосината достиг стоимости в 2 миллиарда долларов США, то к 2027 года аналитики ожидают цифры в 3,5 млрд долларов США Согласно последнему отчету IMARC Group, рынок глюфосината в течение 2022-2027 будет развиваться со с...

Российский сорт озимой тритикале Нина показал лучшую урожайность на полях Дзержинского района Калужской области

Российский сорт озимой тритикале Нина показал лучшую урожайность на полях Дзержинского района Калужской области

Директор института КНИПТИ АПК в выступлении на Дне поля Калужской области 2022 подробно рассказал о новых перспективных сортах основных культур российской селекции, возделываемых на полях Калужской области Так, в ООО «Швейцарское молоко» Дзержинского рай...

С 1 июля Россельхознадзор запускает опытную эксплуатацию ФГИС «Сатурн»

С 1 июля Россельхознадзор запускает опытную эксплуатацию ФГИС «Сатурн»

С 1 июля 2022 года начинается опытная эксплуатация Федеральной государственной информационной системы прослеживаемости пестицидов и агрохимикатов (ФГИС «Сатурн») Задачами опытной эксплуатации системы являются: −    проверка работоспособности платформы в...

Предлагаемое ограничение атразина в США негативно скажется на фермерах с нулевой обработкой почвы

Предлагаемое ограничение атразина в США негативно скажется на фермерах с нулевой обработкой почвы

Агентство по охране окружающей среды (EPA) предлагает ограничить применение атразина для защиты водных растений Об этом сообщает Стив Дэвис в своей статье на американском агропортале  Аgri-pulse.com. Агентство по охране окружающей среды предлагает огран...

омит одно опрыскивание фунгицидами

омит одно опрыскивание фунгицидами

В Нидерландах искусственный интеллект со специализацией на болезнях растений интегрируется с частными метеостанциями Об этом рассказывает агропортал www.nieuweoogst.nl. «Системы поддержки принятия решений с подсказками от искусственного интеллекта уже н...

той помогло защитить урожай пшеницы от жары

той помогло защитить урожай пшеницы от жары

Высокотемпературный стресс при наливе зерна существенно снижает продуктивность пшеницы, таким образом, для обеспечения продовольственной безопасности необходимо развивать теплоустойчивость культуры. Китайские ученые выяснили, может ли недорогая экзогенная...

льный адъювант представили на национальной ярмарке AgroBrasília 2022

льный адъювант представили на национальной ярмарке AgroBrasília 2022

Симулятор опрыскивания, демонстрирующий важность использования адъювантов, стал одной из достопримечательностей мероприятия Бразильская многонациональная компания Ubyfol установила на своем стенде симулятор дрейфа, чтобы продемонстрировать Disperse Ultra...

Итальянская саранча уничтожена на 70 га в Советском районе Ставропольского края

Итальянская саранча уничтожена на 70 га в Советском районе Ставропольского края

В настоящее время популяция саранчовых находится под постоянным контролем специалистов краевого Россельхозцентра Прус (саранча итальянская) является широким полифагом и способен успешно развиваться, питаясь практически всеми растениями, произрастающими в...

Лазерный терминатор против вредителей опробован на гусеницах бабочки капустницы

Лазерный терминатор против вредителей опробован на гусеницах бабочки капустницы

Для более точного удара по вредителю лазерные установки оснастили бинокулярным зрением Группа ученых (Колледж машиностроения и электротехники Хунаньского сельскохозяйственного университета, Исследовательский центр интеллектуального оборудования Пекинской...