Кононов А.В., Мирошниченко Д.Н.
СБОРКА ТРАНСКРИПТОМА КАК КЛЮЧЕВОЙ МЕТОД ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР *
Аннотация:
сборка транскриптома — это процесс реконструкции полного набора РНК-молекул, экспрессируемых в клетке или тканях, из данных РНК-секвенирования. Этот метод предоставляет важные данные о генной экспрессии и функциональной активности генов, что имеет огромное значение для сельскохозяйственных исследований. В данной статье обсуждаются основные принципы и методы сборки транскриптома, а также ее значимость для улучшения урожайности и устойчивости сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова:
сборка транскриптома, РНК-секвенирование, генная экспрессия, сельскохозяйственные культуры, устойчивость к стрессам, улучшение урожайности
Введение.Транскриптом представляет собой полный набор всех РНК-молекул, транскрибируемых с ДНК в клетке или тканях в определенный момент времени. Анализ транскриптома позволяет исследователям получать глубокое понимание генетических механизмов, управляющих развитием, ростом и реакциями растений на внешние стрессовые факторы. Сборка транскриптома из данных РНК-секвенирования является критически важным инструментом для изучения генной экспрессии и выявления функционально значимых генов.Основные принципы и методы сборки транскриптома.Процесс сборки транскриптома начинается с экстракции РНК из образцов растений и их последующего секвенирования с использованием технологий высокопроизводительного секвенирования, таких как Illumina. Секвенированные чтения затем выравниваются к референсному геному или де ново собираются в континги (длинные последовательности), которые представляют собой транскрипты. Основными программами для сборки транскриптома являются Trinity, SOAPdenovo-Trans и Oases. Эти инструменты используют различные алгоритмы для эффективного выравнивания и сборки чтений в транскрипты, что позволяет получать высококачественные и полные сборки. Данные транскриптома включают информацию о полноразмерных транскриптах, их альтернативных формах сплайсинга и уровне экспрессии, что делает их крайне ценными для функциональной геномики растений.Значимость сборки транскриптома для сельского хозяйства.Сборка транскриптома имеет важное значение для различных аспектов сельскохозяйственных исследований. Она позволяет изучать реакции растений на стрессовые факторы. Анализ транскриптома помогает выявить гены, участвующие в ответе на абиотические и биотические стрессы, такие как засуха, высокая соленость, экстремальные температуры и патогены. Понимание того, какие гены активируются или подавляются в ответ на стресс, позволяет разработать сорта растений с улучшенной устойчивостью к неблагоприятным условиям.Например, исследование Zhang et al. (2020) показало, как рис изменяет экспрессию генов в условиях засухи, что важно для разработки устойчивых к засухе сортов. Анализ транскриптома позволяет выявить гены, отвечающие за ключевые физиологические процессы, такие как фотосинтез, рост корневой системы и поглощение питательных веществ. Эти данные могут быть использованы для селекции высокоурожайных сортов. Исследование, проведенное Li et al. (2021), продемонстрировало, как соя реагирует на дефицит азота, что позволяет разработать сорта с улучшенной способностью к фиксации азота. Анализ транскриптома позволяет исследовать гены, влияющие на качество сельскохозяйственной продукции, такие как вкусовые качества, содержание питательных веществ и устойчивость к хранению. Это особенно важно для повышения конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции на рынке.Примеры успешных исследований.Исследование Li et al. (2021) показало, как соя реагирует на дефицит азота, что позволяет разработать сорта с улучшенной способностью к фиксации азота. Анализ экспрессии генов в пшенице, проведенный Wang et al. (2018), выявил гены, связанные с устойчивостью к ржавчине, что способствует созданию устойчивых сортов пшеницы.Заключение.Сборка транскриптома из данных РНК-секвенирования предоставляет уникальные возможности для глубокого понимания генетических механизмов, лежащих в основе роста, развития и адаптации растений к стрессовым факторам. В условиях глобальных изменений климата и растущего населения мира, использование методов сборки транскриптома становится все более важным для создания устойчивых и продуктивных сельскохозяйственных систем.
Номер журнала Вестник науки №7 (76) том 2
Ссылка для цитирования:
Кононов А.В., Мирошниченко Д.Н. СБОРКА ТРАНСКРИПТОМА КАК КЛЮЧЕВОЙ МЕТОД ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР // Вестник науки №7 (76) том 2. С. 516 - 519. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/16818 (дата обращения: 09.09.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+