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由大卫H. Freedman
  • Boyce Thompson学院
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植物育种科学家在过去的十年里取得了巨大的进步,他们发现了可以驱动作物育种决策的基因组数据。但是,虽然这些基因工具在高度工业化国家的育种者中已经很普遍,但它们还没有在发展中国家广泛使用。

为了提高植物养殖工具的可用性,全球计划以康奈尔为中心,称为基因组开源育种信息学倡议GOBii一直在开发更好的育种工具,并扩大对基因组数据库的获取。它涉及康奈尔大学和Boyce Thompson学院来自世界各地其他农业研究中心的研究人员和科学家。该项目于2015年启动,得到了比尔和梅林达·盖茨基金会1850万美元的资助,将持续运作到今年10月。

Gobii的目标是加快对发展区域重要的作物的繁殖过程,除了提高产量,营养品质,抗病,耐候性和其他理想的特征之外。该计划的新软件和数据库现在开始部署在世界各地,早期的繁殖努力表明,他们至少可以将至少一年的过程切片,这些过程可以占用五年。

目前,从最初的繁殖阶段生产出新的品种需要多年的时间,所说莉斯琼斯GOBii的负责人。“我们可以使用分子工具来显著减少这一时间,”她说。

该计划最初重点关注支持印度,墨西哥和菲律宾的方法,最近开始与东部和西非的国家合作。新数据库包括鹰嘴豆,玉米,小米,米高粱和小麦等作物的信息。

“在南亚和非洲使用的很多农作物品种都在两年或更长时间开发出来,”凯利罗宾斯,农业与生命科学院植物育种和遗传学助理教授。“用新的和改善品种取代这些较旧品种将对生活在这些地区的人们的生活质量产生重大影响。”

基因组工具通过纠正遗传数据的数据库来识别特定的“分子标记”或植物DNA的小部分,这会影响特定的性状。具有正确工具和数据的育种者可以检查所需的分子标记的种子或幼苗,然后预测全年种植的植物是否具有理想的特征 - 而不是在生长季节结束时等待观察结果。

“标记可以很好地预测性状,所以你可以在繁殖周期的更早阶段做出繁殖决定,而且更准确,”琼斯说。

GOBii的研究人员已经做到了努力解决两个主要问题这可以防止育种者在开发地区访问更可靠的基因组工具。第一个涉及数据本身。虽然有记录在现场试验中进行了不同品种的种植品种,但它们倾向于在各自的实验室中享受并缺席全球数据库。

琼斯说:“大部分信息都在笔记本电脑、Excel电子表格甚至手写笔记本上。”“我们想要收集我们能收集的一切,因为你需要大量的数据来预测哪些新品种将在未来几代中表现最好。”

第二个问题是,用于组织和分析数据海洋的现有软件程序通常是专有的,限于特定作物,以及使用复杂的组合物。因此,Gobii专注于创建自由,开源工具,育种者和农民可以用于任何作物。

GOBii的软件开发小组组长Yaw anti - addae说:“我们还创造了可视化基因信息的工具,因此更容易理解。”anti - addae在世界各地的合作机构管理着一个由20多名软件开发人员组成的团队。他说,开发这款软件的主要挑战是确保它能在功能较弱的硬件上运行。

“我们不得不弄清楚它是如何在最少的计算资源上运行,但仍然扩大到大型系统,”他说。“有时处理计算物流问题比处理遗传信息更难。”

赠款结束后,Gobii的工作将纳入一个良好的项目,称为卓越的繁殖。由CGIAR经营,全球非营利组织为农业创新,卓越的育种旨在为部署Gobii工具和技术所需的资源。通过在关键国家的地面上培训人们,该计划将确保这些工具以改善农业和当地营养的方式使用。

罗宾斯也将享受卓越的繁殖。他们正在进行的挑战之一是更好地了解当地农民在特定作物中可取的特征 - 特别是因为这些需要往往因社区社区而异。

“Gobii在开发繁殖能力方面取得了很大进展,”罗宾斯说。“但在这些地区进行常规采用将成为新的重点前进。”

大卫·h·弗里德曼(David H. Freedman)是农业与生命科学学院的自由撰稿人。

这篇文章的简短版本也刊登在《康奈尔纪事报》上。

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