Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Onderzoekers maken betere kikkererwten mogelijk door genetische eigenschappen van wilde neven te benutten

Vergelijkende synteny-gen-ortholoog-gebaseerde analyse van wilde genomen van Cicer tegen het gecultiveerde genoom. Genomen zijn verticaal geordend volgens de fylogenetische relatie en om de visualisatie van andere genomen met het gecultiveerde kabuli-genoom te maximaliseren. Grote InDels en inversies werden waargenomen bij verschillende wilde soorten. Er werden twee veel voorkomende grote inversies gedetecteerd op pseudomolecuul 6 bij drie wilde soorten, C. chorassanicum, C. cuneatum en C. yamashitae. Maximale grote inversies werden geïdentificeerd in het C. cuneatum-genoom, de soort die het verst verwijderd is van de gecultiveerde genenpool. Inversies worden weergegeven in een donkergroene kleur. Credit:Natuurgenetica (2024). DOI:10.1038/s41588-024-01760-4

Een nieuwe studie heeft het potentieel onthuld van het gebruik van wilde gewasverwanten voor de verbetering van kikkererwten, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor geavanceerdere gewassen en een grotere mondiale voedselzekerheid.



De studie, "Cicer super-pangenoom biedt inzicht in soortevolutie en agronomische eigenschappen voor gewasverbetering bij kikkererwten", gepubliceerd in Nature Genetics , biedt inzicht in de evolutionaire geschiedenis en de divergentietijd van het geslacht Cicer, waarbij de genomen van acht wilde Cicer-soorten worden gesequenced en vergeleken met twee gecultiveerde kikkererwtenvariëteiten.

De studie construeert ook een op grafieken gebaseerd superpangenoom dat kan helpen waardevolle genen van wilde soorten naar gecultiveerde soorten te identificeren en over te dragen.

Professor Rajeev Varshney, directeur van het Centre for Crop and Food Innovation van Murdoch University, die in 2019 de term 'superpangenoom' bedacht in Trends in Plant Science , zei dat de bevindingen in het nieuwe onderzoek de gewasverbetering wereldwijd zouden kunnen versnellen.

"De genomische hulpbronnen en unieke genen die in deze nieuwe studie worden gepresenteerd in verre verwanten van moderne kikkererwten zullen de kikkererwtenveredeling en de vooruitgang van de onderzoeksgemeenschap op dit gebied in Australië en wereldwijd enorm ten goede komen", aldus professor Varshney.

"Het Cicer-superpangenoom biedt een krachtige manier om kikkererwtengenen te bestuderen om associatieanalyses uit te voeren en de belangrijkste eigenschappen voor onze landbouwsector te bepalen.

"Uit ons onderzoek is gebleken dat de wilde soorten meer genetische diversiteit en variaties hebben die nuttig zouden kunnen zijn voor het verbeteren van eigenschappen van kikkererwten, zoals ziekteresistentie, bloeitijd en stresstolerantie.

"Traditionele en moderne veredelingsinspanningen hebben de productiviteit van kikkererwten verbeterd, maar er waren uitgebreidere stappen nodig om aan de groeiende wereldwijde vraag te voldoen.

"Kikkererwten zijn zeer voedzaam, economisch significant en leveren een belangrijke bijdrage aan de bodemvruchtbaarheid, doordat ze stikstof uit de lucht vasthouden, maar de kikkererwtenproductie wordt momenteel geconfronteerd met verschillende biotische en abiotische beperkingen.

"Ze worden op grote schaal geteeld, met een jaarlijkse mondiale productie van meer dan 17 miljoen ton.

"In de context van Australië bereikte de kikkererwtenproductie in 2017 meer dan 2 miljoen ton, maar op dit moment is dit slechts 500.000 ton. Er zijn dus enorme mogelijkheden om de lokale productie te vergroten en zo bij te dragen aan zowel de ecologische duurzaamheid als de winstgevendheid van telers." P>

Meer informatie: Aamir W. Khan et al., Cicer-superpangenoom biedt inzicht in de evolutie van soorten en loci voor agronomische kenmerken voor gewasverbetering bij kikkererwten, Nature Genetics (2024). DOI:10.1038/s41588-024-01760-4

Journaalinformatie: Trends in de plantenwetenschap , Natuurgenetica

Aangeboden door Murdoch University