Геном риса

http://www.lenta.ru/news/2005/08/11/rice/_Printed.htm

Lenta.ru: Новости: http://lenta.ru/news/2005/08/11/rice/
24.09.2010, пятница, 23:53:37
Обновлено 11.08.2005 в 13:21:43

Ученые расшифровали геном риса

Ученые из нескольких стран заявили вчера, что расшифровка генома риса завершена. О результатах рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

В 12 хромосомах биологи обнаружили 37544 гена, часть из которых продублирована в нескольких местах. Рис - второе растение, для которого осуществили такую процедуру. Первым в 2000 году стал сорняк Arabidopsis, принадлежащий к другому классу - двудольным. Несмотря на это, 71 процент генов нового объекта исследований содержится в геноме старого, и только 2871 из оставшихся таковы, что Arabidopsis лишен их близких аналогов.

Как считают ученые, результаты могут оказаться полезны для развития сельского хозяйства: другие зерновые растения, скорее всего, обладают весьма похожей ДНК, и вмешательство в их генетический код теперь будет легче предсказать. Поддержку исследованиям оказывали несколько институтов, занимающихся аграрными проблемами.

Работу над проектом начали 14 лет назад. В нем участвовали представители 10 государств, а координационный центр находился в японском городе Цукуба. Результаты - данные о структуре хромосом - находятся в свободном доступе и занимают около 400 мегабайт.

 

Обзор 2006
Название
публикации
ГЕНОМ ORYSA SATIVA L. КАК МОДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

АвторыВ.И. Глазко

ЖурналСельскохозяйственная биология. Серия: Биология растений. Серия: Биология животных
ИздательствоРедакция журнала "Сельскохозяйственная биология"
Год выпуска2006ISSN0131-6397
ТомНомер5
ЯзыкрусскийТипнаучная статья
Страницы68-81Цитирований1
Коды     УДК: 633.18:575:577.2
О журнале "Сельскохозяйственная биология. Серия: Биология растений. Серия: Биология животных"


Аннотация
Представлен обзор данных литературы, посвященный исследованиям генома риса по таким ключевым направлениям селекции зерновых, как гены - мишени искусственного отбора, участие в этом отборе транспозонов, коэволюция систем синтеза крахмала и культурных традиций разных этносов аграрной цивилизации человека, а также выявление генов устойчивости к действию биотических и абиотических факторов экологического стресса. Рассматриваются гены «зеленой революции», а также контролирующие качественные признаки зерна, устойчивость к заболеваниям и др. Обсуждаются возможности создания высокопродуктивных, устойчивых к заболеваниям и стрессам сортов риса на основе использования достижений молекулярной биологии.

In the present study a survey is made of investigations of rice genome in such key lines of grain crops breeding as genes - targets of artificial selection, the participation of transposons in this breeding, coevolution of starch synthesis systems and culture traditions of different ethnos in agrarian human civilization, and also the revelation of the genes determining a tolerance to the action of biotic and abiotic factors of ecological stress. The author considers the genes of "green revolution" and also the genes determining the parameters of grain quality, resistance to the diseases and others. The possibilities are discussed for the creation of high productive, resistant to the illnesses and stresses, the rice varieties on the basis of the achievements of molecular biology.


Список
литературы

1.  Мanniоn A.M. Domestication and the origins of agriculture: an appraisal. Progress in Physical Geography, 1999, 23: 37-56.
2.  Mоnna L.Кitazawa N.Yоshinо R. e.a. Positional cloning of rice semidwarf-ing gene, sd-l: rice «green revolution gene» encodes a mutant enzyme involved in gibberellin synthesis.DNA Research, 2002, 9: 11-17.
3.  Nagano H.Onishi К., Оgasawar a M. e.a. Genealogy of the «green revolution» gene in rice. Genes Genet. Syst., 2005, 80(5): 351-356.
4.  Smith A.M.Denyer K.Martin C. The synthesis of the starch granule. Ann. Rev. of Plant Physiol, and Plant Mol. Biol., 1997, 48: 67-87.
5.  Myers A.M.Morell M.K.James M.G. e.a. Recent progress toward understanding biosynthesis of the amylopectin crystal. Plant Physiol., 2000, 122: 989-997.
6.  James M.G.Denyer K.Myers A.M. Starch synthesis in the cereal endosperm. Current Opinion in Plant Biology, 2003, 6: 215-222.
7.  Dian W.M.Jiang H.W.Wu P. Evolution and expression analysis of starch synthase HI and IV in rice. J. of Experimental Botany, 2004, 56, 412: 623-632.
8.  Ball S.G., More1l M.K. From bacterial glycogen to starch: understanding the biogenesis of the plant starch granule. Ann. Rev. of Plant Biology, 2003, 54: 207-233.
9.  Li Z.Sun F.Xu S. e.a. The structural organisation of the gene encoding class II starch synthase of wheat and barley and the evolution of the genes encoding starch synthases in plants. Functional and Integrative Genomics, 2003, 3: 76-85.
10.  Nakamura Y. Towards a better understanding of the metabolic system for amylopectin biosynthesis in plants: rice endosperm as a model tissue. Plant Cell Physiol., 2002, 43: 718-725.
11.Fontaine Т., D' Hu1st C, Madde1ein M.L. e.a. Toward an understanding of the biogenesis of the starch granule. Evidence that Chlamydomonas soluble starch synthase II controls the synthesis of intermediate size glucans of amylopectin. J. of Biological Chemistry, 1993, 268: 16223-16230.
12.Craig J.Lloyd J.R.Tomlinson K.e.a. Mutations in the gene encoding starch synthase II profoundly alter amylopectin structure in pea embryos. The Plant Cell, 1998, 10: 413-426.
13.Edwards A.,Borthakur A., BornemannS. e.a. Specificity of starch synthase isoforms from potato. European J. of Biochemistry, 1999, 266: 724-736.
14.Mоre1l M.K., Kosar-Hashemi В., Cmiel M. e.a. Barley sex6 mutants lack starch synthase lla activity and contain a starch with novel properties. The Plant J., 2003, 34: 173-185.
15.Gao M.Wanat J.,Stinard P.S. e.a. Characterization of dull 1, a maize gene coding for a novel starch synthase. The Plant Cell, 1998, 10: 399-412.
16.Fujita N.Tairа Т.А 56 kda protein is a novel granule-bound starch synthase existing in the pericarps, aleurone layers, and embryos of immature seed in diploid wheat (Triticum monococcum L.).Planta, 1998, 207: 125-132
17.Vrinten P.L.,Nakamura T.Wheat granule-bound starch synthase I and II are encoded by separate genes that are expressed in different tissues.Plant Physiology, 2000, 122: 255-264.
18.Edwards A.,Vincken J.P.,Suurs L.C. e.a. Discrete forms of amylose are synthesized by isoforms of GBSSI in pea. The Plant Cell, 2002, 14: 1767-1785.
19.Dian W.M.Jiang H.W.Chen Q.S.e.a. Cloning and characterization of the granule-bound starch synthase II gene in rice: gene expression is regulated by the nitrogen level, sugar and circadian rhythm.Planta, 2003, 218: 261-268
20.Harn CKnight M.,Ramakrishnan A.e.a. Isolation and characterization of the zSSHa and zSSIIb starch synthase cDNA clones from maize endosperm. Plant Mol. Biol., 1998, 37: 639-649.
21.Jiang H.W.Dian W.M.Liu F.Y.e.a. Molecular cloning and expression analysis of three genes encoding starch synthase II in rice. Planta, 2004, 218: 1062-1070.
22.Hirоse Т.Теrао Т. A comprehensive expression analysis of the starch synthase gene family in rice (Oryza sativa L.).Planta, 2004, 220(1): 9-16.
23.Mitsunaga S.,Кawаkami O.,Numata T. e.a. Polymorphism in rice amylases at an early stage of seed germination.Biosci. Biotechnol. Biochem., 2001, 65(3): 662-5
24.Yamasаki Т.,Deguсhi M.,Fujimоtо Т. e.a. Rice bifunctional alpha-amylase/subtilisin inhibitor: cloning and characterization of the recombinant inhibitor expressed in Escherichia coli.Biosci. Biotechnol. Biochem., 2006, 70(5): 1200-1209
25.Аkazawа Т.,Yamaguchi J.,Hауаshi H. Rice alpha-amylase and gibberelin action -a personal view. In: Gibberelins. N.Y., 1990: 114-120.
26.Wang R.L.Stec A.Hey J. e.a. The limits of selection during maize domestication.Nature, 1999, 398: 236-239.
27.Khush G.S. Origin, dispersal, cultivation and variation of rice.Plant Mol. Biol., 1997, 35: 25-34.
28.G1azmann J. C. Isozymes and classification of Asian rice varieties. Theor. Appl. Genet., 1987, 74: 21-30.
29.Garris A.J.Tai Т.Н.Coburn J.e.a. Genetic structure and diversity in Oryza sativa L. Genetics, 2005, 169: 1631-1638.
30.Whitt S.R.Wilson L.M., ТеnaillonM.I. e.a. Genetic diversity and selection in the maize starch pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99: 12959-12962.
31.Wilson L.M.Whitt S.R.Ibanez A.M.e.a. Dissection of maize kernel composition and starch production by candidate gene association. Plant Cell, 2004, 16: 2719-2733.
32.Juliano B.O. Rice: Chemistry and Technology. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN, 1985.
33.Mоrishima H.,Sanо Y.Oka H.I.Evolutionary studies in cultivated rice and its wild relatives. Oxford Surveys in Evolutionary Biology, 1992, 8: 135-184.
34.Juliano B.O.,Villareal C.P. Grain quality evaluation of world rices. IRRI, Manila, Philippines, 1993: 205.
35.Golomb L. The origin, spread and persistence of glutinous rice as a staple crop in mainland Southeast Asia. J. Southeast Asian Stud., 1976, 7: 1-15.
36.Sanо Y.Differential regulation of waxy gene expression in rice endosperm.Theor. Appl. Genet., 1984, 68: 467-473.
37.Bligh H.F.J.,Larkin P.D.Roach P.S. e.a. Use of alternate splice sites in granule-bound starch synthase mRNA from low-amylose rice varieties.Plant Mol. Biol., 1998, 38: 407-415.
38.Сai X.L.Wang Z.Y.Xing Y.Y.e.a. Aberrant splicing of intron 1 leads to the heterogeneous 5' UTR and decreased expression of waxy gene in rice cultivars of intermediate amylose content.Plant J., 1998, 14: 459-465.
39.Hiranо H.Y.,Eiguсhi M.Sanо Y. A single base change altered the regulation of the wary gene at the posttranscriptional level during the domestication of rice. Mol. Biol. Evol., 1998, 15: 978-987.
40.Isshiki M.Mоrinо К.Nаkajima M.e.a. A naturally occurring functional allele of the rice waxy locus has a GT to TT mutation at the 5' splice site of the first intron. Plant J., 1998, 15: 133-138.
41.Wang Z.Y.Zheng F.Q.Shen G.Z.e.a. The amylose content in rice endosperm is related to the post-transcriptional regulation of the waxy gene. Plant J., 1995, 7: 613-622.
42.О1sen K.M., Purugagnan M.D. Molecular evidence on the origin and evolution of glutinous rice. Genetics, 2002, 162: 941-950.
43.Harlan J.R. Crops and Man. American Society of Agronomy. Madison, 1975.
44.Wright S., В i I.V., Schroeder S. e.a. The effects of artificial selection of the maize genome. Science, 2005, 308: 1310-1314.
45.Whitt S.R.Wilson L.M.Теnaillon M.I. e.a. Genetic diversity and selection in the maize starch pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99: 12959-12962.
46.Isshiкi M.,Nакajima M.,Satоn H. e.a. Dull: rice mutants with tissue-specific effects on the splicing of the waxy pre-mRNA.Plant J., 2000, 23: 451-460.
47.Dung L.V.Miкami I.Amanо Е. e.a. Study on the response of dull endosperm 2-2, du2-2, to two wx alleles in rice.Breeding Sci., 2000, 50: 215-219.
48.Ju1ianо В.О., Hicks P.A. Rice functional properties and food products. Food Reviews Int., 1996, 12: 71-103.
49.Clark R.M.Linton E.Messing J.e.a. Pattern of diversity in the genomic region near the maize domestication gene tb l. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, 101: 700-707.
50.Palaisa K.,Morgante M.,Tingey S. e.a. Long-range patterns of diversity and linkage disequilibrium surrounding the maize Yl gene are indicative of an asymmetric selective sweep.Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, 101: 9885-9890.
51.Kim Y.Stephan W. Detecting a local signature of genetic hitchhiking along a recom-bining chromosome.Genetics, 2002, 160: 765-777.
52.Wооtоn J.С, Feng X.Ferdig M.T.e.a. Genetic diversity and chloroquine selective sweeps in Plasmodium falciparum.Nature, 2002, 418: 320-323.
53.О1sen К., Сaiсedо А., Ро1atо N. e.a. Selection under domestication: Evidence for a sweep in the rice Waxy genomic region. Genetics, 2006, 17 (электронная версия).
54.Zhu Y.Сai X.L.,Wang Z.Y. e.a. An interaction between a MYC protein and an EREBP protein is involved in transcriptional regulation of the rice Wx gene. J. Biol Chem., 2003, 28, 278(48): 47803-47811.
55.Nagano H.Kunii M.Azuma T. e.a. Characterization of the repetitive sequences in a 200-kb region around the rice waxy locus: diversity of transposable elements and presence of veiled repetitive sequences. Genes Genet Syst., 2002, 77(2): 69-79.
56.Xu J.H.Osawa I.Tsuchimoto S.e.a. Two new SINE elements, p-SINE2 and P-SINE3, from rice.Genes Genet. Syst., 2005, 80(3): 161-171.
57.Кawase M.,Fukunaga К.,Каtо К. Diverse origins of waxy foxtail millet crops in East and Southeast Asia mediated by multiple transposable element insertions. Mol. Gen. Genomics, 2005, 274(2): 131-140.
58.Cooper В.Clarke J.D.Budworth P.e.a. A network of rice genes associated with stress response and seed development.PNAS, 2003, 100, 8: 4945-4950.
59.Wisser R.J.Sun O., Hu1bert S.H.e.a. Identification and characterization of regions of the rice genome associated with broad-spectrum, quantitative disease resistance.Genetics, 2005, 169: 2277-2293.
60.Kim H.K.Lee S.K.Сho J. e.a. Characterization of rice mutants with enhanced susceptibility to rice blast. Mol. Cells., 2005, 20, 3: 385-391.
61.Allen R.L.Bittner-Eddy P.D.,Grenville-Briggs L.J. e.a. Host-parasite coevolutionary conflict between Arabidopsis and downy mildew.Science, 2004, 306, 1957-1960.
62.Ishimaru K.Yanо М.Аоki N. e.a. Toward the mapping of physiological and agronomic characters on a rice function map: QTL analysis and comparison between QTLs and expressed sequence tags.Theor. Appl. Genet., 2001, 102: 793-800.
63.You A.Lu X.Jin H. e.a. Identification of quantitative trait loci across recombinant inbred lines and testcross populations for traits of agronomic importance in rice.Genetics, 2006, 172: 1287-1300.


Расшифровка генома риса поможет миллиардам

Исследователи из 10 стран, работающие над проектом IRGSP (International Rice Genome Sequencing Project), впервые расшифровали геном риса: идентифицировали 37 тысяч 544 гена и установили положение каждого из них на 12 хромосомах.

Следует отметить, что помощь консорциуму IRGSP оказали коммерсанты: Monsanto, Syngenta и ряд других частных компаний, оказавшись не в состоянии получить полную модель, передали участникам проекта свои наработки. 

Учёные назвали расшифровку "крупным достижением неоценимого значения не только для науки и сельского хозяйства, но и для миллиардов людей, которые зависят от риса, поскольку он является для них первичным продуктом питания.

По данным ООН, в Азии больше 2 миллиардов человек получают 60-70 % калорий из риса или его производных. В глобальном масштабе рис — это 20% "диетической поставки энергии".

"Генетическая карта" должна ускорить обнаружение генов, с помощью которых можно существенно повысить урожайность, защитить рис от болезней и вредителей, помочь зерновым культурам в сопротивлении засухе.



номер 9 (285) от 02.03.2005
УЧЕНЫЕ КИТАЯ ЗАВЕРШИЛИ СОСТАВЛЕНИЕ КАРТЫ ГЕНОМА РИСА

На днях китайские ученые завершили составление карты генома риса. Результаты данной работы были обнародованы во втором номере международного журнала "PloS Biology".

По словам экспертов, расшифровка генома риса позволяет изучать особенности подвидов риса и эволюцию этой злаковой культуры.

В 2000 году Пекинский институт по изучению генома при Академии наук Китая /АНК/ приступил к проекту по расшифровке генома риса. Цель проекта -- найти теоретическое обоснование возможности повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

/Синьхуанет, 23.02.2005/

Геном риса оказался сложней генома человека

Международная группа ученых, работающих над проектом International Rice Genome Sequencing Project (IRGSP), объявила об окончательной расшифровке генома риса. В проекте, который был запущен Японией еще в 1991 году, участвовали ученые из 10 стран - Японии, США, Китая, Франции, Индии, Тайваня, Южной Кореи, Бразилии, Таиланда и Великобритании.
Значительным вкладом в исследования стали эксперименты, которые проводились американской компанией Monsanto, получившей первые результаты по расшифровке генома риса в 2000 году, и швейцарской фирмой Syngenta, которая в мае этого года предоставила на безвозмездной основе результаты своих исследований.
В проекте был использован короткозернистый рис "Nippon Bare", в котором от 40 до 60 тысяч генов (в геноме человека от 30 до 40 тысяч генов). Ученые считают, что этот результат имеет для науки такое же историческое значение, как и расшифровка генома человека. Теперь ученым предстоит расшифровать гены еще двух широко распространенных культур - кукурузы и пшеницы.



Comments