研究者らはフラントイオ、レッチーノのゲノムのマッピングを完了

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国際的な研究チームが、レッチーノとフラントイオという2種類のオリーブ品種の全ゲノムを解析しました。これは、オリーブの遺伝学を理解し、気候変動に強い樹木を開発するための貴重な情報となります。研究者たちは、この2品種のゲノムを比較することで、ストレス反応に関連する遺伝子を特定し、遺伝子編集技術を用いて耐塩性などの形質を向上させることを目指しています。このゲノム研究は、オリーブ栽培に革命をもたらし、地中海性気候の課題に直面する生産者にとって、より生産的で革新的なソリューションにつながる可能性があります。

国際的な研究チームが、レッチーノとフラントイオのオリーブの木の品種の完全なゲノムをマッピングしました。

現在数十カ国で栽培されている2種類のイタリア原産栽培品種のゲノムマッピングにより、研究者はそれらを比較し、オリーブの木の遺伝学をより深く理解する道が開かれるだろう。

「の時代に 気候変動「オリーブの木のゲノムについてより深く知ることは、それらの木が大きな、時には新たな環境ストレスにどのように反応するかについてより深く知ることを意味します」とルカ・セバスティアーニは言います。 

研究のコーディネーターであり、ピサのサンタナ高等学校の園芸科学の教授でもある彼は、次のように語った。 Olive Oil Times ゲノミクスによって地中海沿岸地域のオリーブ畑の耐久性が向上する可能性がある。

「気候変動に適応するには、 耐性遺伝子型セバスティアーニ氏は、「適切な農業技術も必要だ」と語った。 ​,war「水が不足している場合は灌漑が必要になりますが、水を効率的に利用する品種も必要です。また、 より高い温度、新たな病原体感受性および昆虫の攻撃。」 

「遺伝子マッピングは、より迅速に解決策を見つけることを可能にするツールの1つです」と彼は付け加えた。

オリーブの木の遺伝子編集はまだ初期段階ですが、2つの栽培品種のゲノムを比較することで、従来の育種プログラムよりも早く、より耐性のある木を生み出すことができる可能性があります。 

フラントイオとレッチーノは両方とも、環境ストレスに対処する際の行動と同様に、科学文献に詳しく記録されています。

「「干ばつと特に塩分に対するストレスへの反応は非常に興味深いモデルです。フラントイオは耐性があるのに対し、レッチーノはそれほど耐性がないからです」とセバスティアーニ氏は言う。

「私たちはこの違いの背後にあるメカニズムを説明するために何年も研究を続けてきましたが、ゲノムデータがなければ、どの遺伝子が関与しているのかを完全に理解することは常に困難でした」と彼は付け加えた。

「配列解析により、これら 2 つの栽培品種が異なる理由を理解するための語彙が得られます」とセバスティアーニ氏は指摘します。

研究者らによると、伝統的な育種によってオリーブの品種を選択するという一般的な方法は時間がかかり、必ずしも最良の結果が得られるわけではない。

彼らの 紙研究者らは、次のような結果が混在していることを指摘した。 ​,war「「遺伝子の位置と構造に関する正確な分子情報はほとんど欠けている」科学者たちがマッピングを完了するのに2年以上かかった。 

「「イタリアの国家復興・強靭化計画からの資金と、我々がかなり大きなグループであるという事実のおかげで、我々はこれを実現できた」とセバスティアーニ氏は語った。このグループにはアリゾナ大学やサウジアラビアのキング・アブドラ科学技術大学の同僚も含まれていた。

両方の栽培品種で長い末端反復配列が高率に見られ、ゲノムに大きな類似性があることを示しています。

繰り返される DNA 配列はランダムではなく、進化によって形成され、ゲノムの安定性と完全性の維持を助けるなど、重要な役割を果たしている可能性があります。

「「ゲノムのさまざまな部分がどのように相互作用するかはまだよくわかっていません」とセバスティアーニ氏は言う。 ​,war「今ではさまざまな栽培品種に関する情報が得られており、それらの違いがわかり始めており、今後数年間で種をより深く理解するのに役立つ可能性があります。」 

彼は、研究者たちが2つの栽培品種のゲノムをマッピングする際に直面した課題を、ピースの半分が晴れ渡った青空であるジグソーパズルを完成させることに例えた。

「こうした場合、パズルのピースをつなげていくのは、バリエーションが豊富なパズルに比べてはるかに複雑になります」と彼は語った。 ​,war「これはオリーブの場合、非常に反復的な領域が多数あるため問題となります。」 

ゲノム内の遺伝子の位置を特定することは、生のDNA配列を実用的な知識に変換するための基本である。研究者が遺伝子を収量などの特定の形質に結び付けるのに役立ちます。 油の組成、 または害虫や病気に対する耐性。 

この知識により育種プログラムが加速され、ゆっくりとしたランダムな選択がターゲットを絞ったアプローチに置き換えられます。 

遺伝子の位置は、遺伝子がどのように制御され相互作用するかを明らかにし、適応と家畜化に関する洞察を提供します。 

オリーブの場合、正確な地図があれば、科学者は栽培品種を比較し、進化の変化を追跡し、マーカー支援育種や遺伝子編集などの精密ツールを設計して、より耐性のある高品質の品種を開発することができます。

「「この高品質のマッピングは、非常に大きな断片を配列する技術があって初めて実行でき、それが作業を容易にします」とセバスティアーニ氏は述べた。

「「長年にわたり、技術は大きく進化してきました」と彼は付け加えた。 ​,war「今ではPacBioがあり、以前は不可能だったより長いDNA断片の配列解析が可能になりました。」

で ストレス状態、例えば 土壌塩分 干ばつなどの環境要因が関係する遺伝子はほんの一握りで、 2つの栽培品種。

「「遺伝子構造、あるいは遺伝子の機能を制御するプロモーター領域の小さな違いによって、遺伝子がまったく機能しなくなったり、活性が低下したり、あるいは活性が高まったりする可能性がある」とセバスティアーニ氏は述べた。

彼は、違いを識別し理解することが非常に重要だと付け加えた。

「特定の種類のストレスに関与する遺伝子がフラントイオとレッチーノでは異なる構造を持ち、フラントイオではより良く機能し、レッチーノではより悪く機能するということが分かれば、RNAシーケンシングなどの技術を用いた遺伝子発現解析技術を使用して、その構造的変異が活動に影響を与えるかどうかを調べることもできます」とセバスティアーニ氏は述べた。

「もしそれが発見されれば、遺伝子編集も可能になる」と彼は付け加えた。 ​,war「オリーブではまだあまり効果的ではありませんが、レッチーノ遺伝子を書き換えてフラントイオ遺伝子の形を模倣し、その情報を移して異なる働きをするようにすることができます。」

しかし、セバスティアーニ氏は、オリーブの木の遺伝子編集に関する研究は、他の種に比べてまだ実験の初期段階にあると説明した。 

「「私のグループではポプラ（ヤナギ科の35種）の研究もしています」とセバスティアーニさんは言う。 ​,war「ポプラではすでに可能です。オリーブの木の場合、これらの編集技術では形質転換が依然として困難であり、実現には何年もかかるかもしれません。」

遺伝子編集技術は急速に進歩しているが、これにどれだけの時間がかかるかを予測するのは不可能だとセバスティアーニ氏は認めた。 

それでも、ゲノミクスと関連技術の急速な発展により、従来のアプローチに比べて比較的短期間で影響が出る可能性があると彼は期待している。

「「今日では、分子生物学の助けを借りながら伝統的な技術を用いたとしても、レッチーノとフラントイオを交配して耐塩性を付与しようとすると、植物が成長するまで待ってから試験しなければなりません。それは非常に長い時間がかかります」と彼は言った。

「代わりに遺伝子構造を直接調べるのであれば、ゲノミクスや他の技術で追跡できる」とセバスティアーニ氏は付け加えた。 ​,war「今では、ゲノム全体の配列を低コストで解読することもできますし、参照ゲノムをすでに持っているので、その遺伝子がどこにあり、どのような位置にあるかを正確に把握できます。」

「「2つか3つの遺伝子が耐性を高めるとわかっていれば、レッチーノを服用して、その遺伝子だけを修正することができる」と彼は指摘した。 ​,war「編集に関しては、もしすべてがうまくいけば、1、2年後には研究室でできるようになるでしょう。それは大きな前進となるでしょう。」

ゲノミクスとオリーブの木の遺伝子のマッピングは、オリーブの木の栽培への新しいアプローチへの道を開く可能性があります。 

伝統的な農業では、樹齢100年のオリーブ園が使われることが多いが、遺伝子編集されたオリーブの品種を植えた新しい果樹園は、より暑く乾燥した地中海性気候を背景に、生産を支える上で非常に重要になる可能性がある。

「こうした新たな知識は、生産性、革新、そして生産者にとっての解決策に変化をもたらす可能性がある」とセバスティアーニ氏は述べた。 

研究チームは、新しいゲノム情報を活用して、塩分ストレスに対する2つの栽培品種の違いについてより深く理解する予定です。 

「また、可能であれば、汚染物質などの他のストレスへの反応に関して興味深い品種の配列をさらに調べる予定です」とセバスティアーニ氏は結論付けた。 ​,war「メカニズムをより深く理解するために、私たちは必ずゲノミクスを活用します。」