Группа исследователей собрала референсный геном Solanum lycopersicoides, дикого родственника культивируемых томатов, и разработала веб-инструменты, которые помогут ученым и селекционерам работать над признаками, увеличивающими урожайность.
Solanum lycopersicoides (S. lycopersicoides) содержит ген устойчивости к определенному штамму бактериальной крапчатости Pseudomonas syringae, который можно ввести в культурные сорта и гибриды, чтобы защитить их от патогена. Это открытие побудило исследователей Института Бойса Томпсона секвенировать геном растения и создать онлайн-ресурсы, которые будут способствовать поиску новых генов, способных улучшить культурные томаты.
«Внутри команды проекта не было споров, следует ли секвенировать Solanum lycopersicoides, просто было очевидно, что это нужно сделать», — сказала Сьюзен Стриклер, директор Центра вычислительной биологии (BCBC). Стриклер является соавтором статьи, описывающей геном S. lycopersicoides, которая была опубликована в The Plant Journal весной 2022 года.
Дикие родственники сельскохозяйственных культур приобретают все большую ценность для исследователей и селекционеров растений. В процессе одомашнивания генетическое разнообразие снижается вследствие давления искусственного отбора, но дикие сородичи часто сохраняют гены, которые могут быть полезны для улучшения ценных признаков, например, устойчивости к засухе и болезням.
Исследователи продемонстрировали ценность нового генома, обнаружив несколько генов-кандидатов, связанных с фенолами и каротиноидами, которые влияют на фенотипическое проявление цвета, вкуса и питательности вида, а также ряд других генов, связанных с устойчивостью к болезням.
Что важно, более крупная цель проекта заключалась в том, чтобы сделать референсный геном S. lycopersicoides как можно более широкодоступным и полезным для научного сообщества. «Такие виды данных добавляются в репозиторий Национального центра биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information) в качестве общего требования, и это, без условно, важно, но не все являются биоинформатиками или имеют доступ к биоинформатическим ресурсам для анализа данных», — сказал Адриан Пауэлл, помощник директора BCBC.
«Чтобы расширить доступ и облегчить изучение генома, мы разработали веб-инструменты и компоненты, которые исследователи, не входящие в нашу проектную группу, могли бы использовать и актуализировать под свои задачи», — сказал он.
Одним из инструментов является геномный браузер S. lycopersicoides, доступный на веб-сайте Sol Genomics Network, который хранит различную информацию о томатах и других видов семейства Solanaceae. По словам Пауэлла, браузер может помочь как в ранних исследованиях диких видов томатов, так и в более продвинутых исследованиях.
Еще одним инструментом является атлас экспрессии S. lycopersicoides, который позволяет анализировать данные секвенирования РНК и визуализировать, какие гены экспрессируются в разных тканях растений и в разных условиях. «Атлас основан на коде, первоначально разработанном для культивируемых томатов, но теперь у нас есть версия для диких видов», — сказал Пауэлл. Эти инструменты в сочетании с новым референсным геномом помогут исследователям с большей легкостью анализировать гибриды диких и культивируемых томатов. Например, референсный геном может способствовать полногеномным ассоциативным исследованиям (GWAS) образцов S. lycopersicoides для оценки генетического разнообразия видов и выявления генов-кандидатов для признаков, которые селекционеры в последствии смогут внедрить в культурные томаты (например, засухоустойчивость).
Источник: https://news.cornell.edu/stories/2022/06/wild-tomato-genome-will-benefit-domesticated-cousins