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

Кучи минеральных удобрений под открытым небом обнаружили в ходе рейда «Посевная»

Кучи минеральных удобрений под открытым небом обнаружили в ходе рейда «Посевная»

В апреле - мае 2022 года в рамках профилактического мероприятия «Посевная» в Курской области специалисты Курского МРО Управления Россельхознадзора по Орловской и Курской областям приняли участие в совместных с сотрудниками ОМВД России по Советскому району...

3 топовых направления на рынке технологий точного земледелия

3 топовых направления на рынке технологий точного земледелия

К 2027 мировой рынок технологий точного земледелия достигнет стоимости 16,06 млрд долларов США Точное земледелие быстро набирает популярность среди фермеров из-за растущей потребности в оптимальном производстве с заданными ресурсами. Кроме того, изменени...

Горный ген кукурузы открывает возможности для селекции северных сортов

Горный ген кукурузы открывает возможности для селекции северных сортов

Древняя кукуруза изменила ген для процветания в сложных условиях и оставила его в наследство некоторым современным разновидностям Ученые из Университета штата Северная Каролина проследили за важным геном кукурузы, называемым HPC1, который модулирует опре...

Метеостанция на участке экономит одно опрыскивание фунгицидами

Метеостанция на участке экономит 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...

я до конца 2022 года и далее

я до конца 2022 года и далее

Такой прогноз дал Nutrien Раеф Салли, исполнительный вице-президент Nutrien, сказал, что глобальные поставки аммиака, мочевины и КАС ограничены, пишет Шон Пратт в статье на канадском агропортале www.producer.com. По словам крупного производителя и розни...

Стокгольмский биочар - городам, непальский - сельскому хозяйству

Стокгольмский биочар - городам, непальский - сельскому хозяйству

Производство и применение биоуголя везде приносит пользу Некоммерческая организация Bloomberg Philanthropies недавно объявила о предоставлении грантов в размере 400 000 долларов семи крупным городам Скандинавии и США для внедрения шведской технологии био...

Болезни озимых зерновых культур могут привести к потере свыше трети урожая

Болезни озимых зерновых культур могут привести к потере свыше трети урожая

Специалисты районных отделов «Россельхозцентра» Татарстана за неделю выборочно обследовали посевы озимых культур на выявление болезней на площади 15,7 тысяч га Фитомониторинг на полях был проведен в третей декаде мая текущего года. При этом мучнистая ро...

Syngenta India получила разрешение на использование дронов для распыления фунгицидов

Syngenta India получила разрешение на использование дронов для распыления фунгицидов

Syngenta отметила, что является первой частной организацией в стране, получившей такое разрешение на распыление агрохимикатов после предоставления данных о безопасности и биологической эффективности Центральный совет по инсектицидам разрешил компании Syn...

Российские сорта овощных культур продемонстрировали на Дне картофельного поля в Крыму

Российские сорта овощных культур продемонстрировали на Дне картофельного поля в Крыму

В Советском районе Республики Крым состоялся День картофельного поля с акцентом на импортозамещение Об этом сообщил министр сельского хозяйства Республики Крым Юрий Мигаль. В рамках мероприятия был проведен семинар и продемонстрированы достижения отечест...