基因库新时代的曙光

生物多样性超越了物种多样性。生物多样性的另一个重要方面是物种内的遗传变异 一个值得注意的例子是作物植物及其野生祖先的种类繁多的品种和地方品种。由莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)牵头并得到iDiv研究中心支持的国际研究联盟现已在分子水平上设计了一个世界收集品，其中包括来自22,000多个大麦的种子样品品种。在自然遗传学杂志上发表的一项研究中，科学家们开启了基因库的新时代，这些基因库从过去的作物多样性博物馆转变为生物数字资源中心。

Genebanks存储来自世界各地的作物植物的品种，地方品种和野生近缘种的样本，以保护我们的农业遗产并将其用于未来的作物改良。位于Gatersleben的IPK德国联邦非原生境基因库拥有世界上最全面的栽培植物之一，包括22,000个大麦种子样本。在IPK Gatersleben的领导下，德国综合生物多样性研究中心(iDiv)的研究人员，奎德林堡的JuliusKühn研究所(JKI，德国联邦栽培植物研究中心)和哥廷根大学与来自中国的同事合作和瑞士。这项国际合作揭示了IPK系列在多大程度上代表了全球大麦的多样性。单株植物的基因分型超过22种，000种子样本，使科学家能够识别集合中的重复样本。这一全面的数据集开辟了基因知识质量管理的新途径，还通过精确定位线条指导有效利用该系列在研究和育种中的进一步深入表征。

Nils Stein博士(IPK Gatersleben和哥廷根大学)说：“该出版物使我们能够在分子遗传学方面充分描述全球基因库的多种形态多样性。” 为此，Stein和他的团队使用了一种称为基因分型的方法(GBS)。2017年发布的大麦品种Morex的完整DNA序列构成了目前工作的基础。它作为GBS信息的高质量序列锚。为了表征整个基因组中栽培和野生大麦形式之间的遗传多样性，研究人员搜索了所谓的SNP(单核苷酸多态性)。总的来说，他们在由50亿个碱基对组成的巨大大麦基因组中发现了超过171,000个这些小DNA变体。斯坦补充道：“

“我们现在可以得出关于我们收集的大麦种群的起源，分布区域和关系的结论。所有数字遗传数据都是公开可访问的，有针对性的查询可以在线提交。最先进的数据库结合了传统护照记录带有新的分子数据，为研究和育种应用提供信息，“IPK和iDiv的Martin Mascher博士解释说，他是该研究的共同领导者。

基因库的历史野外数据的组合现代分子分析是一个令人印象深刻的展示机会，仍然存在于世界各地的基因库中。新的研究方法和国际合作为保护和利用这种宝贵的遗传多样性铺平了新的道路。来自JuliusKühn研究所(JKI)的Frank Ordon教授指出：“关于遗传变异及其使用的详细知识是培育适应不断变化的环境的新品种的先决条件。未来，植物育种者将不得不应对热量，干旱胁迫和新的病原体，也必须适应化肥和农药使用方面的变化。因此可以更快地在本地物种或相关野生物种中检测出代码关键特性的基因，并用于育种。

过去，整个收集水平缺乏遗传数据限制了遗传多样性在育种和研究中的实际应用。由于新的分析和开放的研究数据，现在可以搜索22,626个大麦种子样本。为了拥有这一独特的资源，研究人员开发了BRIDGE数据仓库，作为迈向生物数字资源中心的第一步。