Wie Studenten dazu beigetragen haben, ein neues Werkzeug für die Birnenindustrie zu erschließen

Birnen sind im pazifischen Nordwesten der Vereinigten Staaten ein großes Geschäft. Aber wussten Sie, dass der traditionelle Birnenanbau seit Jahrhunderten praktisch unverändert geblieben ist?

Dieser langsame Prozess ist schwierig und teuer und erfordert einen langfristigen Einsatz von Arbeitskräften, Materialien und Landressourcen. Dank einer einzigartigen Zusammenarbeit zwischen Studenten, Wissenschaftlern und der Birnenindustrie, die durch eine Initiative namens American Campus Tree Genomes (ACTG) gefördert wird, könnte die traditionelle Birnenzüchtung jedoch von der Hilfe der Genomik profitieren.

ACTG entstand aus dem Wunsch zweier Professoren, an die legendären Toomer’s Oaks der Auburn University zu erinnern, die während der Football-Saison 2010 der Auburn University vergiftet wurden. Ihr Plan: Die DNA der Eiche sequenzieren und das allererste Referenzgenom einer lebenden Eiche erstellen. Um den Deal zu versüßen, beschlossen sie, einen semesterlangen Kurs zu schaffen, damit echte Auburn-Studenten an der Sequenzierung von Auburns Eichen teilnehmen können.

„ACTG nutzt ikonische und wirtschaftlich wertvolle Bäume, um die Lücke zwischen Studenten und modernster Genomik zu schließen“, sagt Alex Harkess, Ph.D., Mitbegründer von ACTG. „Studenten sammeln, analysieren und veröffentlichen gemeinsam Baumgenome in renommierten Fachzeitschriften und sammeln so wertvolle Erfahrungen.“

Das erste Semester war ein Erfolg, obwohl die meisten Studenten noch nie ein Manuskript geschrieben, Befehlszeilen-Bioinformatik ausgeführt oder sich mit molekularen Arbeiten in der Pflanzengenomik beschäftigt hatten. Dies löste die mittlerweile nationale ACTG-Initiative aus, die 2021 offiziell von Alex Harkess, Ph.D., Forschungswissenschaftler am HudsonAlpha Institute for Biotechnology, und Les Goertzen, Ph.D., Direktor des John D Herbarium .Freeman at, gegründet wurde Auburn. Universität.

Andere Institutionen können das Experiment wiederholen, indem sie ihre eigenen Campusbäume als Sprungbrett für ihre wissenschaftlichen und pädagogischen Bemühungen nutzen.

ACTG durchbricht traditionelle akademische Modelle, indem es Studierenden einen einzigartigen Einstiegspunkt in die Welt der Genomforschung bietet. Die Initiative geht über das Lernen aus Lehrbüchern hinaus und lässt die Teilnehmer in den realen Prozess der Zusammenstellung, Analyse und Veröffentlichung von Baumgenomen in renommierten wissenschaftlichen Fachzeitschriften eintauchen.

Die Studierenden dieses Kurses haben Zugang zu modernsten Genomsequenzierungstechniken und Bioinformatikkenntnissen von Experten bei HudsonAlpha. Durch die Arbeit an realen Forschungsprojekten mit greifbaren Ergebnissen gewinnen die Studierenden Selbstvertrauen und Erfahrung und gestalten ihren Weg zu einer erfolgreichen Karriere im sich ständig weiterentwickelnden Bereich der Genomik.

„Dieser Kurs ist eine willkommene Gelegenheit für Studierende und Auszubildende, sich nicht nur mit einer völlig neuen Idee auseinanderzusetzen, sondern diese auch zu meistern, unabhängig von ihrem Kenntnisstand.“ Ich hatte keinerlei Erfahrung in der Bioinformatik und kam auf eine völlig neue und äußerst marktfähige Idee. Fähigkeiten“, sagt Harrison Estes, ein Absolvent der Auburn University im Jahr 2023, der am Birnengenomkurs teilgenommen hat. Derzeit ist er Doktorand an der University of Wisconsin und schreibt dem ACTG-Kurs zu, dass er ihm dabei geholfen hat, dieses Ziel zu erreichen.

Der Schwerpunkt auf der Einbindung der Studierenden geht über die technische Ausbildung hinaus. ACTG befasst sich aktiv mit Hindernissen für den Eintritt und das Fortbestehen in MINT-Fächern und bietet wertvolle Möglichkeiten für Personen, die keinen Zugang zu fortschrittlichen Technologien haben. Das ACTG-Team sucht die Teilnahme von kleinen Universitäten und Colleges, Community Colleges und Junior Colleges sowie HBCUs, denen es an ausgereiften Ausbildungspipelines in Genetik und Bioinformatik mangelt.

Die transformative Kraft von ACTG geht über die Vermittlung unschätzbarer Fähigkeiten und Erfahrungen hinaus. Durch das Eintauchen in reale Forschungsprojekte übersetzen ACTG-Teilnehmer ihr Wissen in konkrete Anwendungen, die der wissenschaftlichen Gemeinschaft und wirtschaftlich wichtigen Industrien direkt zugute kommen.

Im Fall der Birnenindustrie arbeitete eine Kohorte von Auburn-Studenten, die an der ACTG-Initiative teilnahmen, mit Birnenexperten der Washington State University und des USDA ARS zusammen, um ein qualitativ hochwertiges Birnengenom zu schaffen. Die sorgfältige Arbeit der ACTG-Studenten führte zu einem vollständig schrittweisen Aufbau der Chromosomen, ein erheblicher Fortschritt gegenüber früheren Bemühungen.

Die Anjou-Genomassemblierung, veröffentlicht in G3: Gene, Genome, Genetik, enthüllt Tausende genomischer Varianten, die für die Birnenzüchtung von großer Bedeutung sind. Diese hochwertige Ressource eröffnet Birnenzüchtern einen Schatz an Informationen. Die neue Genomassemblierung stellt auch ein wichtiges Instrument für Studien zur Evolution, Domestikation und molekularen Züchtung der Birne dar.

„Das ACTG: American Campus Tree Genomes-Programm hat nicht nur hochwertige genomische Ressourcen für eine wertvolle Birnensorte aufgebaut, die letztendlich Landwirten und Verbrauchern zugute kommen wird, sondern es hat auch fast 20 Studenten und Wissenschaftler über die Bedürfnisse der Apfel- und Birnenindustrie aufgeklärt “, sagte Ines Hanrahan, Ph.D., Geschäftsführerin der Washington Tree Fruit Research Commission.