Новый инструмент на основе биоинформатики, разработанный в CIMMYT, преобразует тестирование чистоты семян, обеспечивая быструю, автоматизированную и масштабируемую генетическую проверку для сельскохозяйственных культур засушливых районов, расширяя возможности селекционеров и семенных систем по всей Африке.
Новый инструмент на основе биоинформатики значительно ускоряет проверку чистоты семян, предлагая быстрые автоматизированные проверки родительской чистоты и гибридности, тем самым повышая эффективность работы селекционеров, семенных компаний и регулирующих органов, сообщает автор-разработчик Абхишек Ратор в статье, опубликованной Международным центром улучшения кукурузы и пшеницы CIMMYT.
Ожидание дней - или даже недель - для анализа данных анализа полиморфизма единичных нуклеотидов (SNP) для проверки генетической чистоты и гибридности семян и скрещиваний может скоро уйти в прошлое. Новый конвейер тестирования чистоты семян на основе биоинформатики значительно сокращает время, необходимое для подтверждения идентичности семян, сводя его всего к нескольким щелчкам мыши.
Новый метод использует ДНК- дактилоскопию с помощью однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) для быстрого, точного и масштабируемого автоматизированного генетического анализа.
Модернизация генетической чистоты и тестирования гибридности
Традиционно производители семян и сертификационные агентства полагались на тесты роста и морфологический анализ для оценки генетической чистоты. Эти методы трудоемки и требуют много времени, часто требуя недель или месяцев полевых или тепличных работ обученными специалистами.
Хотя исследователи в CIMMYT уже давно используют молекулярные маркеры для проверки родительской чистоты и гибридности, проблемы остаются, в частности, отсутствие автоматизированных инструментов и интегрированных платформ, которые сделали бы этот процесс бесперебойным и доступным.
Это меняется благодаря программному обеспечению, разработанному Абишеком Ратхоре и его командой. Конвейер автоматически сравнивает генетический профиль каждого образца с его ожидаемым эталоном, используя настраиваемый алгоритм. На основе пороговых значений, определенных пользователем, инструмент подтверждает родительскую чистоту, идентифицирует предполагаемые гибриды F1 и отмечает неудачные скрещивания.
«Мы хотели инструмент, который селекционеры и компании по производству семян могли бы использовать без необходимости специальных навыков в области биоинформатики. После того, как данные ДНК получены, анализ выполняется нажатием кнопки. Программное обеспечение быстро интерпретирует результаты SNP и выдает простой для чтения отчет о чистоте семян. Речь идет о том, чтобы сделать передовую биоинформатику доступной и рутинной для родительской чистоты и проверок F1», - рассказал Абишек Ратхор, специалист по биоинформатике в CIMMYT.
Раннее внедрение конвейера продемонстрировало большой прирост скорости и эффективности. То, что раньше требовало значительных ручных усилий, теперь можно выполнить за считанные минуты.
Система разработана с учетом удобства для пользователя: лаборанты просто загружают результаты анализа SNP в интуитивно понятный интерфейс, а конвейер возвращает четкие показатели, такие как «% чистоты», отмечая при этом любых нетипичных индивидуумов. Благодаря полностью автоматизированной вычислительной нагрузке даже компании по производству семян и лаборатории с минимальной инфраструктурой информатики могут получить выгоду.
«Автоматизация - это ключ. Сокращая ручные шаги и субъективную интерпретацию, мы экономим время и минимизируем человеческие ошибки. Вы можете обработать десятки образцов семян за ночь и получить полный генетический отчет к утру», - пояснил Ратхор.
С момента своего запуска этот конвейер был широко принят CIMMYT и партнерами через Africa Dryland Crops Improvement Network (ADCIN). Мохан Чеджерла, эксперт по геномике в CIMMYT, уже применил этот конвейер к более чем 23 000 образцов, обеспечив контроль качества и контроль качества (QA/QC) для селекционных конвейеров в Кении, Уганде, Мали, Сенегале, Буркина-Фасо, Эфиопии, Танзании, Нигере, Того, Замбии и Гане. Такое широкое внедрение подчеркивает потребность в надежном, масштабируемом тестировании чистоты семян, а также ценность этого процесса для улучшения селекции сельскохозяйственных культур и целостности семенной системы.
Источник и фото: CIMMYT. Автор: Абхишек Ратор.