分析工具快速揭示下一代作物育种的遗传多样性

研究人员开发了一种新的计算工具，旨在快速有效地揭示各种植物物种DNA数据库中的遗传多样性，这是农业科学的一项重大进步。

该开源平台准备加速发现遗传变异，这些变异对于开发具有更高抗灾能力、产量和营养价值的作物至关重要。

由植物基因组学家RodWing领导的KAUST团队利用先进的算法和高性能计算(HPC)功能，证明了该工具能够检测不同菌株中的微小DNA差异(即所谓的单核苷酸变异(SNP))。大米、玉米、大豆和高粱。

例如，在水稻调查中，该团队将该工具应用于来自数千个不同品种的DNA序列的复杂遗传数据集，这是研究人员之前帮助为亚洲水稻(Oryza)组装的综合“泛基因组”。苜蓿)。

利用该数据集以及该小组的新颖分析方法，KAUST研究人员发现了超过200万个遗传变异，这些变异以前在对单个参考水稻基因组进行常规分析时被忽视。

植物遗传学家兼研究合著者周勇指出，这标志着开辟作物改良和可持续农业新途径的第一步。“这些隐藏的SNP现在可以立即用于育种计划，也可以用来识别农业性状的新功能基因，”他说。

以这种方式发现SNP也有助于揭示不同水稻谱系之间的遗传和进化联系。最近，Wing和Zhou牵头为哈萨维红米创建了高质量的参考基因组，哈萨维红米是沙特阿拉伯的本土作物，以其对当地干旱和高盐条件的抵抗力而闻名。

使用该工具，研究人员能够在哈萨维稻米和一个稻米亚群之间建立遗传联系，该亚群包括源自澳大利亚、印度和东南亚部分地区的品种。

该工具(称为高性能计算基因组变体调用工作流程，或HPC-GVCW)性能的关键在于能够将基因组的大块划分为离散的位，然后依靠并行处理技术来解决复杂的计算问题。大规模多维基因组数据。

研究合著者、计算科学家NagarajanKathiresan表示：“这大大缩短了执行时间，使其能够在24小时内处理3,000个基因组。”

周补充道，随着现在比以往任何时候都对更多的基因组进行测序，新工具对于简化分析以增强下一代作物育种的能力应该具有无价的价值。