GenómicaPlantas2014.pdf

GENOMICA VEGETAL
Norma Paniego
Instituto de Biotecnología, CICVyA, CNIA INTA Castelar
paniego.norma@inta.gob.ar
1
Genómica aplicada al mejoramiento de los cultivos
• Progresos en el estudio de los genómas de especies agronómicas.
Estratégias y tecnológias actuales para estudios de genómica
vegetal
• Aplicaciones de la genómica de nueva generación en el
mejoramiento de los cultivos
• Genómica de Cereales y Oleaginosas
2
GENÓMICA: se refiere al estudio del genoma completo de un
organismo
…A C T T T G A G C C C C…
…A C T T T G G G C C C C…
3
Sequenciación del genoma Arabidopsis thaliana ~ US 70M
4
John Quackenbush
COMO SE ESTUDIAN LOS GENOMAS: TÉCNICAS DE MAPEO
5
The Genomic Landscape: circa 2010, Eric Green
6
The Genomic Landscape: circa 2010, Eric Green
7
The Genomic Landscape: circa 2010, Eric Green
ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS DE SECUENCIACIÓN
8
The Genomic Landscape: circa 2010, Eric Green
9
M Caccamo
PROGRESOS EN LA SECUENCIACION GENOMICA EN PLANTAS
30
20
10
1
0.5
uva
Medicago truncatula
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2013
10
TECNOLOGÍAS DE NUEVA GENERACIÓN
11
SECUENCIACIÓN GENOMICA EN PLANTAS
Sequencing Technologies and Their Use in Plant Biotechnology and Breeding
Wetterstrand KA. DNA Sequencing Costs: Data from the NHGRI Genome Sequencing Program (GSP)12
Available at: www.genome.gov/sequencingcosts.
Life Technologies
Illumina
OpGen Argus
Secuenciación EC
Secuenciación de molécula simple
Quantum Biosystems
PacBio
Secuenciación por síntesis
secuenciación eléctrica
13
Next Generation Genomics: World Map of High-throughput Sequencers
omicsmaps.com
14
Principles and Practices of Plant Genomics—Vol. 3
Comparison of Next-Generation Sequencing Systems, Journal of Biomedicine and Biotechnology
Molecular Ecology Resources 11: 759-769
15
16
COMPLEJIDAD DE LOS GENOMAS VEGETALES
Sequencing crop genomes: approaches and applications, New Phytologist
17
LIMITACIONES EN EL ENSAMBLADO DE GENOMAS VEGETALES
18
ESTADO DE AVANCE DE UNA SELECCIÓN DE GENOMAS DE CULTIVOS PUBLICADOS HASTA 2012
19
20
Michael
Schatz
M Caccamo
Organismos Modelo para Plantas
• especies con características de crecimiento y reproductivas aptas para el uso en
laboratorios.
• son de porte pequeño, robustos, con tiempos de generación cortos y tamaño de genoma
≥ 500 Mb .
21
http://5e.plantphys.net/article.php?ch=1&id=404
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25
26
27
IMPACTO EN LAS CIENCIAS AGONÓMICAS BÁSICAS Y APLICADAS
Conocimientos básicos:
• Organización del genóma y contenido
• Entender la función de los génes y su red de interacción
• Conocer mecanismos regulatorios inéditos
• Definir las relaciones y los procesos evolutivos
Aplicaciones:
• Referencia para descubir y entender variantes genéticas, asociarlas a
caracteristicas agronómicas, asignarle localización genómica precisa
• Favorecer el uso de la información genética en lugar de la fenótipica
• Disponer de una fuente ilimitada de marcadores moleculares
• Potenciar el uso de recursos genéticos
• Acelerar los proceso de mejorma genética
28
29
Bevan and Uauy Genome Biology2013, 14:206
30
GENOTIPOS
31
M Caccamo 2011
32
VARIABILIDAD
M Caccamo 2011
33
ESTRATEGIAS DE MAPEO DE CARACTERISTICAS AGRONOMICAS
34
R Tuberosa. 2nd National Workshop on Marker-Assisted Selection for Crop Improvement . ICRISAT 35
R Tuberosa. 2nd National Workshop on Marker-Assisted Selection for Crop Improvement . ICRISAT 36
R Tuberosa. 2nd National Workshop on Marker-Assisted Selection for Crop Improvement . ICRISAT 37
38
Sarah Ayling
39
http://www.maizegenetics.net/gbs-overview
Figure 2. Double digest RAD sequencing improves efficiency and robustness while
minimizing cost.
Peterson BK, Weber JN, Kay EH, Fisher HS, et al. (2012) Double Digest RADseq: An Inexpensive Method for De Novo SNP Discovery
and Genotyping in Model and Non-Model Species. PLoS ONE 7(5): e37135. doi:10.1371/journal.pone.0037135
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0037135
40
GENOTIPIFICACIÓN Y FENOTIPIFICACIÓN PARA EL ANÁLISIS DE QTLS EN
PLANTAS
Next generation quantitative genetics in plants, Frontiers in Plant Science
41
42
43
FENOTIPOS
44
2nd
Rajeev K. Varshney 45
National Workshop on Marker-Assisted Selection for Crop Improvement . ICRISAT
R Tuberosa. 2nd National Workshop on Marker-Assisted Selection for Crop Improvement . ICRISAT 46
“Next-generation phenotyping can empower both gene discovery and crop improvement”
47
Theor Appl Genet (2013) 126:867–88
Genómica de Nueva Generación en el Mejoramiento Asistido
Mol Breeding
DOI 10.1007/s11032-012-9699-6
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