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Genome decoded: Scientists find clues to more disease resistant watermelons

The researchers discovered that a large portion of disease resistance genes were lost in the domestication of watermelon. With the high-quality watermelon sequence now complete, it is hoped that breeders can now use the information to recover some of these natural disease defenses.

The authors reported that the genome of the domesticated watermelon contained 23,440 genes, roughly the same number of genes as in humans. The group compared the genomes of 20 different watermelons and developed a first-generation genetic variation map for watermelon. This information allowed them to identify genomic regions that have been under human selection, including those associated with fruit color, taste and size.

“Watermelons are an important cash crop and among the top five most consumed fresh fruits; however, cultivated watermelons have a very narrow genetic base, which presents a major bottleneck to its breeding. Decoding the complete genome of the watermelon and resequencing watermelons from different subspecies provided a wealth of information and toolkits to facilitate research and breeding,” said Zhangjun Fei, a scientist at the Boyce Thompson Institute for Plant Research at Cornell University, and one of the leaders of this project.

Fei worked with BTI scientists on different aspects of the research, including James Giovannoni, to generate the gene expression data through RNA-sequencing and Lukas Mueller to provide additional analysis to confirm the quality of the genome assembly. Fei also collaborated with Amnon Levi, a research geneticist at the USDA-ARS, U.S. Vegetable Laboratory, Charleston, S.C., on genetic mapping and identifying candidate genes that might be useful to enhance disease resistance in watermelon. The genome sequences of the watermelon are publicly available at the Cucurbit Genomics Database (www.icugi.org), which is created and maintained by Fei’s group.

Believed to have originated in Africa, watermelons were cultivated by Egyptians more than 4,000 years ago, where the fruit was a source of water in dry, desert conditions. They are now consumed throughout the world – with over 400 varieties in global commercial production. China leads in global production of the fruit, and the United States ranks fourth with more than 40 states involved in the industry. Despite being over 90 percent water, watermelons do contain important nutrients such as vitamins A and C, and lycopene, a compound that gives some fruits and vegetables their red color and appears to reduce the risk of certain types of cancer. Watermelon is also a natural source of citrulline, a non-essential amino acid with various health and athletic performance benefits.

John Carberry | EurekAlert!
Further information:
http://www.cornell.edu

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...