生物多樣性超越物種多樣性。生物多樣性的另一個重要方面是物種內(nèi)的遺傳變異。一個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研究中心支持的國際研究聯(lián)盟現(xiàn)在已經(jīng)在分子水平上描述了一個世界集合，包括來自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)家們開啟了基因庫的新時代，基因庫已經(jīng)從作物多樣性博物館轉(zhuǎn)變?yōu)樯飻?shù)字資源的中心。
基因銀行儲存來自世界各地的農(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)，并將其用于未來的農(nóng)作物改良。位于IPK蓋茨勒本的德國聯(lián)邦非原始棲息地基因庫擁有世界上最全面的栽培植物收藏，包括22，000個大麥種子樣本。在iDiv蓋茨勒本的領(lǐng)導(dǎo)下，德國生物多樣性綜合研究中心(iDiv)、德國聯(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、和瑞士的同事進(jìn)行了合作。此次國際合作揭示了IPK系列在多大程度上代表了全球大麥的多樣性。單個植物的基因分型超過22，000個種子樣本，使科學(xué)家能夠在收集的樣本中識別重復(fù)的樣本。該綜合數(shù)據(jù)集開辟了基因知識質(zhì)量管理的新途徑，并通過精準(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：“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的形態(tài)多樣性?！睘榇耍固购退膱F(tuán)隊(duì)使用了一種叫做測序基因分型的方法(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)?？偟膩碚f，他們在巨大的大麥基因組中發(fā)現(xiàn)了超過171，000個這樣的小DNA變體，包括50億個堿基對。斯坦補(bǔ)充道
“我們現(xiàn)在可以對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)都可以公開獲取，有針對性的查詢可以在線提交。最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫將傳統(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。基因庫的歷史現(xiàn)場數(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仍然處于休眠狀態(tài)的機(jī)會。新的研究方法和國際合作為保護(hù)和利用這一寶貴的遺傳多樣性鋪平了道路。朱利安庫恩研究所(JKI)的弗蘭克奧頓教授指出：
過去，在整個收集水平上遺傳數(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的研究數(shù)據(jù)，現(xiàn)在可以搜索22，626個大麥種子樣本。為了擁有這一獨(dú)特的資源，研究人員開發(fā)了BRIDGE“數(shù)據(jù)倉庫”，作為生物數(shù)字資源中心的第一步。
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