Honeycrisp Apple-genoom gesequenced | Technologienetwerken

Een team van onderzoekers heeft het Honeycrisp-appelgenoom in kaart gebracht, een zegen voor wetenschappers en fokkers die met deze populaire en economisch belangrijke cultivar werken.

Gevolgd door geavanceerde technologieën, biedt het genoom – dat open source beschikbaar is voor iedereen – een waardevolle bron voor het begrijpen van de genetische basis van belangrijke eigenschappen in appels en andere boomfruitsoorten, die kunnen worden gebruikt om de fokkerij te verbeteren inspanningen, aldus de krant.

De Amerikaanse appelsector is jaarlijks $ 23 miljard waard, en Honeycrisp is de meest waardevolle cultivar, die telers ongeveer twee keer de waarde per pond oplevert dan de op één na meest waardevolle cultivar, Fuji. Vanwege de gunstige eigenschappen, waaronder knapperigheid, smaak, winterhardheid en weerstand tegen schimmelziekte door appelschurft, hebben veredelaars Honeycrisp als ouder gebruikt in negen nieuwe cultivars op de markt, waaronder de door Cornell University ontwikkelde Snapdragon.

Tegelijkertijd kan het kweken van Honeycrisp een uitdaging zijn.

“Hoewel het veel positieve eigenschappen heeft, is het een van de moeilijkste appelrassen om te telen in het productiesysteem in boomgaarden; het lijdt aan veel fysiologische problemen en problemen na de oogst“, zegt Awais Khan, universitair hoofddocent aan de School of Integrative Plant Science bij Cornell AgriTech en eerste en co-corresponderende auteur van het artikel, „A Phased, Chromosome-scale Genome of Honeycrisp Apple ”, vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift Gigabyte.

Om te beginnen hebben Honeycrisp-bomen moeite om zelf voldoende voedingsstoffen binnen te krijgen en hebben ze een specifiek nutriëntenbeheerprogramma nodig voor goede opbrengsten en gezondheid, zei Khan. Zonder dergelijk beheer ontwikkelen de bomen gewoonlijk „zonale bladchlorose“, waarbij bladeren geel worden en krullen als gevolg van onevenwichtigheden in koolhydraten en voedingsstoffen.

Honeycrisp-appels zijn ook vatbaar voor aandoeningen zoals bittere pit, als gevolg van calciumonevenwichtigheden, en bittere rot, een schimmelinfectie. Dergelijke problemen worden fundamenteel genetisch gecontroleerd, hoewel onjuiste behandeling en opslag na de oogst ze kunnen verergeren.

„Als we het genoom en de genen in Honeycrisp niet kennen, kunnen we ons niet specifiek richten op en selecteren op gunstige eigenschappen en ongunstige eigenschappen selecteren door middel van fokken,“ zei Khan.

Vooruitgang in de technologie voor genetische sequentiebepaling maakte het mogelijk om het Honeycrisp-genoom in korte tijd te sequensen, samen te stellen en te publiceren. Over het algemeen is het appelgenoom, waarvan Golden Delicious in 2010 voor het eerst werd gesequenced, complex, groot en heterozygoot, wat betekent dat er veel versies van specifieke genen zijn.

Er zijn ook veel herhaalde sequenties in het appelgenoom. In 2010, toen het eerste appelgenoom werd gepubliceerd, konden technologieën slechts korte DNA-fragmenten per keer lezen, zeg maar 150 letters. Wetenschappers zouden dan reeksen van misschien 50 letters overlappen, en als een puzzel zouden ze computerprogramma’s en algoritmen gebruiken om het einde van de ene lezing te matchen met het begin van een andere. Hierdoor konden ze langere DNA-strengen samenvoegen om hele genen en uiteindelijk het genoom te identificeren. Maar een probleem met deze methode is dat herhaalde elementen het proces kunnen verwarren.

In deze studie gebruikten de onderzoekers een combinatie van huidige sequencing-technologieën – PacBio HiFi, Omni-C en Illumina genaamd – die lange lezingen van genetische sequenties vertaalden.

„We kunnen het hele grotere fragment van de DNA-sequentie continu sequencen, dus we hebben niet deze grote uitdagingen van computationele biologie of bio-informatica om de overlappende sequenties te verzamelen en te vinden,“ zei Khan.

De langgelezen sequencing hielp hen ook het diploïde genoom van de appel uit elkaar te halen; net als mensen hebben appels twee sets chromosomen, één van elke ouder. De nieuwe technologieën stelden de onderzoekers in staat om twee enkele sets chromosomen te sequensen, die in toekomstig werk kunnen worden gebruikt om onderscheid te maken tussen specifieke genetische bijdragen van elke ouder.

Met behulp van deze geavanceerde methoden dekte het Honeycrisp-genoom 97% van alle eiwitcoderende genen. Ter vergelijking: de Golden Delicious-genoomassemblage van 2010 omvatte slechts 68% van de genen.

Referentie: Khan A, Carey SB, Serrano A, et al. Een gefaseerd genoom op chromosoomschaal van ‚Honeycrisp‘-appel (Malus domestica). Gigabyte. 2022;2022:1-15. doei: 10.46471/gigabyte.69

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd op basis van de volgende materialen. Opmerking: materiaal is mogelijk bewerkt voor lengte en inhoud. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de genoemde bron.

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert