بیوانفورماتیک و توالی یابی نسل جدید در علوم کشاورزی: موقعیت کنونی، مسیرها و چالش های آینده

امروزه علم بیوانفورماتیک نقش کلیدی و مهمی در پیشرفت و فهم علوم زیستشناسی دارد. تحقیقات زیادی توسط محققان برای نوآوری در بسیاری از جنبه های علوم کشاورزی و بهبود آن صورت گرفته که یکی از زمینه های تحقیقاتی جدید، استفاده از علم بیوانفورماتیک در علوم کشاورزی است. در واقع تغییرات در محیطزیست برای بهبود حیوانات، گیاهان و دنیای میکروبی که در تغذیه و سلامت جوامع انسانی نقش دارند، نیازمند به درک مکانیسم های مولکولی، ساختار و عملکرد جمعیتها و جوامع دارد. برای افزایش سطح دانش و بهبود قدرت پیشبینی در مورد مولکولها و مکانیسم های مرتبط با صفات فنوتیپی خاص و پاسخهای خاص به تنش های زیستی و غیر زیستی از بیوانفورماتیک استفاده میشود. استفاده از بیوانفورماتیک در علوم کشاورزی باعث ایجاد روشهای جدیدی در تشخیص، کنترل و ردیابی، کاهش هزینه ها، کشف اطلاعات جدید و مفیدی در مورد تنظیم بیان ژن در سطح سلول و گیاه، آنالیز ژن های مهم در واکنشهای دفاعی گیاهان در برابر پاتوژن و تحمل استرسهای محیطی می گردد. در ده هی گذشته توالی یابی نسل جدید (NGS) توانسته اطلاعات مفیدی در مورد ژنوم محصولات کشاورزی و تنظیم ژن آنها ارایه کند. این تکنیکها دارای یک پتانسیل خیلی مناسب برای تحقیقات آنالیز متاژنوم و تحقیقات کشاورزی میباشد و چشمانداز مناسبی برای اصلاح گیاهان ایجاد کرده است. تکنیک NGS اطلاعات مفید و کاربردی در مورد تنظیم بیان ژن در تک سلول یا کل گیاه در واکنشهای زیستی و غیر زیستی را از طریق توالی یابی RNA ارایه میکند. تعیین ساختار ژنتیکی به وسیله توالی یابی و تکثیر کامل ژنوم منجر به توسعهی نشانگرهای ملکولی مناسب برای مطالعات ژنتیکی و اصلاح نباتات و همچنین ایجاد نقشه ی ژنتیکی دقیق از ژن های هدف شده است. تعیین ساختار ژنتیکی گیاهان و انتخاب ژنهای مقاوم به تنشهای محیطی و پاتوژنها، باعث بهبود تولید محصولات کشاورزی میشود. در این مقاله ما به نقش و اهمیت بیوانفورماتیک و به ویژه توالی یابی نسل جدید (NGS) و تاثیرات آن بر روی مطالعه ی ژنوم، رونویسی و بیان ژنها و متاژنوم در علوم کشاورزی میپردازیم.

کلیدواژه ها:

کشاورزی نوین ، متاژنوم ، توالی یابی ژنوم ، .NGS