作物和疾病管理中心的研究人員正在使用大數(shù)據(jù)方法研究真菌基因組進(jìn)化，這將有一天能夠更好地了解作物保護(hù)。CCDM由科廷大學(xué)和谷物研究與開發(fā)公司(GRDC)共同資助，開展了由James Hane博士領(lǐng)導(dǎo)的研究。Hane博士正在尋找不同物種基因之間的非典型進(jìn)化關(guān)系，以幫助找到導(dǎo)致作物病害的基因。

“絕大多數(shù)基因是垂直遺傳的，也就是說，它們以正常的方式從父母?jìng)鹘o孩子，”哈恩博士說。“然而非常偶爾，特別是在微生物中，基因可以”跳過“巨大的進(jìn)化距離 - 這被稱為側(cè)向基因轉(zhuǎn)移。“我們正在大規(guī)模進(jìn)化分析中比較數(shù)千個(gè)基因組，以縮小基因在物種之間橫向轉(zhuǎn)移或”跳躍“的位置。”Hane博士說，已經(jīng)橫向轉(zhuǎn)移的基因可以提供有助于病原體存活，進(jìn)化和引起疾病的基因的線索。

“例如，我們?cè)跉v史上的某個(gè)時(shí)刻知道一種非常有效的真菌疾病基因 - 稱為ToxA-從導(dǎo)致黃斑病的病原體跳躍到病原體引起小麥中的枯萎病斑點(diǎn)病。“這兩種病原體在進(jìn)化上都是遙遠(yuǎn)的，但它們具有導(dǎo)致感染的相同基因。“我們正在尋找更多像ToxA這樣的基因，通過比較數(shù)千種基因組，尋找不尋常的進(jìn)化模式，使用Pawsey超級(jí)計(jì)算中心的超級(jí)計(jì)算資源，只在兩個(gè)相關(guān)物種之間共享基因。”

通過使用超級(jí)計(jì)算機(jī)Magnus，Hane博士目前正在搜索超過3500種物種的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括真菌，細(xì)菌，古細(xì)菌，卵菌，昆蟲，植物和藻類。

Hane博士說，這個(gè)過程計(jì)算量很大，因?yàn)槊總€(gè)物種的所有基因都需要與所有其他物種中的所有基因進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生超過1200萬個(gè)比較，每個(gè)基因各有約10,000到20,000個(gè)基因。“基因組測(cè)序和比較基因組學(xué)已經(jīng)走過了漫長(zhǎng)的道路，僅僅10年前，我們只與少數(shù)具有全基因組的真菌物種合作，現(xiàn)在有數(shù)百種，”哈恩博士說。

“我們已將研究從單一物種的單一參考基因組研究，到比較相同物種的數(shù)百個(gè)基因組- 隨著規(guī)模的增加，產(chǎn)生新的見解和提高準(zhǔn)確性。”Hane博士說，他與CCDM其他人合作的結(jié)果將傳遞給育種公司，以幫助育種者和種植者選擇抗病作物品種。