在基因库中拥抱生物信息学

保护植物生物多样性是大约1750个基因库的任务，这些基因库分布在世界各地。到目前为止，他们储存的植物样本，有时还有其他表型或遗传信息，总计约7400万个植物物种。预计随着方便地获得改进的、更快的和更便宜的测序和其他组学技术，需要与生物材料一起储存的充分表征的种质的数量和详细信息将快速和持续增加。来自盖茨勒本莱布尼茨植物遗传学和作物研究所(IPK)的科学家团队现在通过发表一篇意见论文来展望未来基因库的挑战和可能性。自然遗传学。

从20世纪早期到中期，越来越明显的是，地方作物品种逐渐被现代作物品种所取代，并有消失的危险。为了防止遗传多样性和生物多样性的丧失，建立了第一个基因库，其任务是保护这些植物遗传资源。如今，基因库被用作生物储存库和植物生物多样性的保证，但最重要的是，它们被用作将遗传植物信息和植物材料转化为免费提供但仍有价值的资源的图书馆。因此，科学家、植物育种家甚至世界各地的任何人都可以请求和使用存储在世界各地1750多个基因库中的数据，用于研究或植物育种目的。

目前，位于盖特勒本的莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)的基因库拥有世界上最全面的作物及其野生近缘植物的收集，共收集了2933个种、776个属的151002份种质。大多数植物种质样品作为干种子保存在-18，而无性繁殖的种质则在田间(原位)永久栽培或保存在-196的液氮中。IPK基因库的在线门户网站允许用户查看和筛选储存的植物种质及其相应的“通行证数据”，以及请求非商业规模的植物材料。一个医生写的新观点文章。

科学家们已经确定了基因库面临的三个需要关注的主要挑战。其中两个是由管理成千上万批种子的基本要求引起的，即追溯种质的身份和需要避免基因库内和基因库之间不必要的重复。第三个挑战是保持种质的遗传完整性，这是由于非原生生境保存的固有缺点，如保存和再生中的差异存活、漂移和遗传侵蚀。

然而，作者认为，一个更强的基因组驱动的基因库方法可能有助于应对这些挑战。例如，传统上，基因库材料的“护照数据”描述了种质的分类和来源。通过添加单核苷酸多态性(SNP)作为附加特征，这种基因型信息可以用作分子护照数据，以补充和纠正传统的护照记录，并帮助清理和防止重复，以及提高收集的质量和完整性。

通过实现植物科学中生物信息学和大数据分析的转变，将传统的以种质资源保存为主的基因库转变为生物数字化资源中心，将植物材料的储存和价值与其结合起来。和基因组分子表征。

目前，基因库的资助方案不允许基因库中每个提交的植物样品的分子通行证数据的系统生成。然而，朝着对整个集合进行高通量基因分型的方向迈出了第一步。由IPK领导的一个国际研究联盟证明了这一点，该联盟通过基因分型和测序在分子水平上收集了世界上22，000多个大麦品种。这个透视图文件的一些作者也参与了这个案例研究，并因此创建了网络信息门户桥。BRIDGE，被称为“生物多样性信息学，以弥合基因组信息与基因库中遗传多样性的教育利用之间的差距”，

虽然BRIDGE为Gaterslebener基因库发展成为“作物生物多样性的一站式推广和知情利用”铺平了道路，但DivSeek等组织的国际合作正在建立一个支持基因库的国际框架，世界各地的育种者和研究人员可以更有效地处理和调动植物遗传多样性，从而开始弥合生物信息学家、遗传学家和基因库管理员之间的差距。因此，生物数字资源中心的全球网络，免费共享数据，从而促进植物科学和植物育种的研究进展，可能在不久的将来成为现实。

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