测序探索海藻的可持续性奥秘

一个来自巴西的联盟正在研究地球最古老的生命形式之一,以寻找粮食安全问题的解决方案

测序探索海藻的可持续性奥秘
来自巴西藻类基因组学联盟(荣获因美纳Greater Good 奖项)的Rodrigo Cano和Scott Fahrenkrug,以及Natalie Fontenla
2023年1月19日

海藻正如它的别名“seaweed”一样,是低等植物,听起来像是一种不太讨喜的昆虫。它可能是你在海滩上看到过的干燥团块,也可能是海浪中触碰到的粘稠物质。但透过表面看本质,你会发现“海藻”背后隐藏着令人眼花缭乱的各种生物:亿万年前所有植物的祖先,全球一半氧气的来源,以及未来全球粮食生产、微生物学和医学中的关键角色。

联合国认可海藻养殖是其可持续发展目标( Sustainable Development Goals)的一部分:作为食物,它是蛋白质、维生素和铁元素的主要来源;作为非粮食作物,它可以很好地吸收二氧化碳和污染物,减少海洋酸化并吸收温室气体。从海藻中提取的某些化合物,如卡拉胶和琼脂,可进一步在多种科学应用中发挥作用——从制作其他微生物的生长培养基到作为甜点中明胶的素食替代品。但是,一些拥有庞大海藻生物量的地区——如海岸线长达8000公里的巴西——仍未充分利用海藻的这些潜在价值。

由于缺乏相关的海藻基因测序数据(特别是elkhorn海藻,或称为 Kappaphycus alvarezii),巴西水产养殖业的发展受到了限制。巴西藻类基因组学联盟(BCP)决定改变这种状况。该非营利项目于2021年启动,参与者包括里约热内卢的SENAI CETIQT、里约热内卢联邦大学、圣保罗州立大学,以及其他七所大学和公司的研究人员;来自生物技术研究公司Forjazul的Scott Fahrenkrug和来自菲律宾大学海洋科学研究所的Michael Roleda之间的研究合作也取得了进展——首次开始养殖 K. alvarezii

SENAI CETIQT的业务分析师兼BCP项目经理Rodrigo Cano表示:“藻类基因组学项目在我心中有很特殊的地位。我们可以看到从序列数据到新品种开发的清晰路径,以及会直接影响涉及巴西大部分海藻生产的小型相关利益群体的正确管理策略。”

日前,在美国San Diego举行了 动植物基因组大会( Plant and Animal Genome conference) ,会议上宣布了因美纳 农业基因组资助项目基金(Agricultural Greater Good Initiative grant)的最新获得者SENAI CETIQT,该奖项自2011年以来每年评选一次,旨在表彰支持粮食安全和可持续性研究的项目。利用这笔基金,BCP将能够生成高质量的K. Alvarezii基因组序列,并将其公开。该联盟将使用因美纳NextSeq测序仪,收集K. alvarezii和其他海藻中数万亿碱基对的转录组数据,探索原生生物,发现它们生长和合成有用生物分子的奥秘。

K. alvarezii 是藻类基因组学的模式生物,对其生物刺激素和碳截存机制的深入了解可以推动环境保护工作,并为全球农民提供支持。Fahrenkrug解释说:“我们可以利用分子遗传方法来发现和保护遗传多样性,面对不断变化的气候条件,分子遗传方法可改善海藻生产的可持续性和可恢复性,并启用相应策略,利用海藻已有的巨大固碳能力,促进全球蓝色经济发展。”

海藻是生命之树上最古老的分支之一,也是人类未来发展的关键,下次吃寿司时可别忘了这一点。

新一届因美纳农业基因组资助项目的申请现已开放。点击此处了解更多信息。

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