Геном риса
Геном риса § Первый полностью секвенированный злак § Геном с наименьшим числом нуклеотидов среди злаков. § Модельное растение как и Арабидопсис
Модельный злак: почему рис? § Принадлежит к зерновым § Имеет наименьший геном и высокий уровень биоразнообразия § Имеет высокий уровень коллинеарности с геномами пшеницы, ячменя и кукурузы.
§ Схожий порядок расположения генов (синтения) § Возможность предсказания положения генов у разных видов зерновых
§ Рис – диплоид и дисомное насделование § Имеет огромное количество генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки; § Род Oryza имеет высокий уровень биоразнообразия.
Основные вехи секвенирования генома риса Сентябрь 1997 – Инициирован международный проект секвенирования генома риса с участием 10 стран Февраль 1998 – IRGSP (International Rice Genome Sequencing Project) стартовал проект под эгидой Rice Genome Program (RGP) Япония
Основные вехи секвенирования генома риса Апрель 2000 – Монсанто сделало сиквенс перекрывающихся клонов размером 260 Mb; 95% генома риса Февраль 2001 – Сингента создала черновой сиквенс и идентифицировала 32 000 – 50 000 генов (Точность секвенирования 99. 8% и 99% от всего генома)
Основные вехи секвенирования генома риса Декабрь 2002 – группа IRGSP закончила высококачественный черновой вариант сиквенса (клон за клоном), размер 366 Mb или ~92% от всего генома риса. Декабрь 2004 – группа IRGSP создала высококачественный сиквенс всего генома с 99. 99% точностью и без пробелов
Основные вехи секвенирования генома риса
Japonica и Indica
Секвенирование генома риса Map-based sequencing – каждая последовательность сиквенса физически заякорена на хромосому (перекрывающиеся клоны)
Секвенирование генома риса Аннотационная система RGP-автоматическая аннотация генов, курирование и хранение всех данных в базах данных
Основные игроки Институт Метод International Rice Genome Sequencing Project (IRGSP) Map-based sequencing Beijing Genomics Institute (BGI) Shot-gun sequencing Monsanto Co. (funded University of Washington – Leroy Hood’s et al. ) Map-based sequencing Syngenta-Myriad (funded Torrey Mesa Research Institute) Shot-gun sequencing
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХРОМОСОМ ПО СТРАНАМ
Основные результаты § Размер генома риса около 389 mb, 370. 7 mb секвенировано, 18. 1 mb несеквенировано. § Секвенированная часть закрывает 99% эухроматина и 95% всего генома риса
Основные результаты § Геном риса имеет около 40, 000 генов (37, 344 кодирующих генов) § Один ген на каждые 9. 9 kb, что меньше плотности расположения генов арабидопсиса. § 29% находится кластерах генных семейств
Основные результаты § 71% гомологии с арабидопсисом, 90% генов арабидопсиса предположительно гомологи генов риса. § 2, 859 генов уникальны для риса и других злаков
Основные результаты § Полиплоидизация 40 -50 млн. лет назад. § ~25% генов контролируют метаболизм
Функции
Приложение и польза § Создание генспецифичных маркеров для селекции с использованием маркеров § Возможность понять механизм реагирования растений на окружающую среду и какие гены управляют различными функциями
Приложение и польза § Повышение питательной ценности риса, урожайности, устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам
Направления исследований после секвенирования §Сравнительная геномика: - Сравнение видов позволит лучше понять многие фундаментальные биологические процессы § Секвенирование у других злаков только регионы богатые генами используя сиквенс генома риса как стандарт.
Направления исследований после секвенирования § Ускоренное создание генетических маркеров риса, а также в других геномов злаковых, сосредоточив внимание только на участках генома, содержащих хозяйственноценные гены.
Направления исследований после секвенирования § Функциональный анализ генов § Анализ экспрессии генов (генные и биохимические сети) § Протеомика § Метаболомика § Феномика
Сиквенс Фенотип