快速的新型自动化基因组学筛选消除了农作物病害

2021-03-06 20:13 来源:中国荷都网
厄尔勒姆研究所(EI)的研究人员创建了一个新的自动化工作流,该工作流使用液体处理机器人来识别防止植物病原体的遗传基础,与目前的方法相比,该方法可以以更大,更快速的规模使用。
 
新的EI Biofoundry自动化工作流程为科学家提供了与控制作物病害相关的基因突变的增强型视觉检查,与目前的方法相比,从几个月到几周的分析时间缩短了一小部分,从而加快了用于作物保护的新型产品的开发在农业中。
 
生物合成是指生物体形成的化学化合物,或以生物体中的这些反应为模型的生物合成过程。
 
EI生物铸造厂与John Innes中心的Truman Group一起,使用此工作流程来实验控制常见的马铃薯病原体链霉菌sc疮,该病菌导致了由假单胞菌sp。造成的毁灭性疾病,称为“马铃薯sc疮”。(细菌)。
 
该小组筛选了2,880个假单胞菌属。(分离自马铃薯田)仅在11小时内即可发现具有植物病原体的突变体,以鉴定病原体的生长抑制并将其与两周内的生物合成基因簇相关联(表明哪些基因正在阻止病原体)。
 
这种方法将查明参与细菌抑制病原体生长的基因,而不是植物本身。细菌菌株或细菌菌株产生的分子最终将作为作物保护产品。
 
新的EI自动化工作流程将使科学家能够扩大鉴定假单胞菌基因簇的过程,这些假菌负责限制病原体的生长,避免人为错误并提高可重复性和准确性。工程生物学工作流程也可以应用于类似的细菌基因组分析。
 
生物铸造厂将高通量软件和硬件平台与合成生物学方法相集成,以实现大规模实验的设计,执行和分析。EI的Biofoundry基础设施,分子生物学专业知识和自动化编程的独特而强大的结合为各种工作流程和研究领域提供了灵活的资源。
 
该研究的共同通讯作者和厄勒姆(Earlham)BIO铸造厂经理Jose A. Carrasco Lopez博士说:“我们通过使用自动化的工作流程确定植物病原体链霉菌sc疮生长抑制的遗传基础,证明了生物铸造厂在分子微生物学中的适用性。从马铃薯田分离出的假单胞菌菌株。
 
 
 
“ EI Biofoundry产生的工作流程导致鉴定了与马铃薯病原体抑制作用相关的基因簇,这使该过程更加容易。通过鉴定新的遗传决定因素,它为寻找与病原体抑制有关的代谢产物打开了大门。 ”
 
新的工作流程将帮助科学家了解这些基因如何参与抑制代谢产物的合成,研究该物种的抑制范围以及如何将这些基因用于生物防治,以及假单胞菌如何抵抗相同的抑制代谢产物。生产。
 
Carrasco Lopez博士补充说:“手动筛选通常是在同一平板中用销复制子进行的,其中许多突变体在病原体同时存在。” “这意味着不相关基因中的突变体可以通过邻近来掩盖真实命中的突变体缺乏抑制作用。”
 
“我们通过为每个突变体创建单独的检测方法解决了这一问题,这对科学界产生了重大影响,并基于生物学过程增强了对作物病原体的控制,这将转化为更高的作物产量。”
 
尽管以前已经使用这些微生物学方法来筛选著名的突变体文库,但这项创新研究首次使用了自动筛选过程,以减少所需的时间并在数周内完成该过程。而手动操作则可能需要几个月的时间。
 
合作者和第一作者Alaster Moffat博士。杜鲁门实验室的一名学生向EI询问了有关自动进行生物合成筛选的可能性,他说:“我们以前无法使用生物信息学方法鉴定对抑制病原体生长很重要的基因,但是这种工作流程使我们能够快速探测直接影响假单胞菌分离物基因组中几乎所有辅助基因,并在很短的时间内找到新的生物合成基因簇。”
 
EI Biofoundry计划通过创建工作流程修改以适应新项目和病原体来推进这项研究。Carrasco Lopez博士说:“一旦我们确定了与这种新代谢产物合成有关的基因簇,科学家就可以对每个单个基因进行突变,以鉴定代谢产物合成的功能和必需基因。这可以用于控制植物病原体和进一步提高马铃薯作物的产量,测试该物种对这些代谢产物的抑制范围,并从与其他农作物病原体损害相关的其他细菌物种中鉴定新基因。”