Изображение:
Исследования в области садоводства
(2024). DOI: 10.1093/час/uhae023
Митохондриальные геномы растений (митогеномы) имеют решающее значение для понимания нуклеоцитоплазматических взаимодействий, эволюции растений и селекции цитоплазматических мужских стерильных линий. Однако их полная сборка затруднена из-за частых событий рекомбинации и горизонтального переноса генов.
Традиционные методы с использованием данных секвенирования Illumina, PacBio и Nanopore часто приводят к плохой полноте сборки, низкой точности секвенирования и высоким затратам, что ограничивает их применимость. Учитывая эти проблемы, существует необходимость в более эффективном и точном методе сборки для проведения углубленных исследований митогеномов растений.
Исследователи из Нанкинского университета лесного хозяйства в сотрудничестве с Пекинской академией сельского хозяйства и лесных наук и Китайской академией сельскохозяйственных наук разработали эффективный набор инструментов для сборки (PMAT) для сборки de novo митогеномов растений с использованием данных HiFi-секвенирования с низким уровнем покрытия.
Изучение был опубликован в журнале Исследования в области садоводства 26 января 2024 года, демонстрируя значительный скачок в исследованиях в области геномики.
PMAT устраняет ограничения традиционных методов сборки митохондриального генома за счет использования высокоточных данных HiFi-секвенирования с длительным считыванием. Это позволяет охватывать большинство повторов и генерировать полные и точные последовательности митохондриального генома.
В набор инструментов входят два режима: «autoMito» и «graphBuild». Режим «autoMito» обеспечивает одноэтапный процесс сборки, а режим «graphBuild» позволяет вручную выбирать подходящие исходные данные для сборки, обеспечивая гибкость и контроль со стороны пользователя.
Исследователи успешно собрали митогеномы 13 видов растений, включая эвдидольные, однодольные и голосеменные. Например, митохондриальный геном Arabidopsis thaliana был повторно собран в типичную одиночную кольцевую хромосому длиной 367 810 пар оснований, что показало лишь незначительные отличия от опубликованного эталонного генома.
Кроме того, для получения полной сборки PMAT требовалось минимальное количество данных секвенирования, что делало его экономически эффективным решением для крупномасштабных геномных исследований.
Доктор Чжицян Ву, один из ведущих исследователей, прокомментировал: «PMAT представляет собой значительный прогресс в области геномики растений. Преодолевая проблемы традиционных методов сборки, PMAT обеспечивает всестороннее и точное представление о митогеномах растений, способствуя более глубокому пониманию эволюция и селекция растений».
Развитие PMAT существенно влияет на геномные исследования и селекцию растений. Предлагая надежный метод сборки митогеномов растений, PMAT ускоряет исследования вариаций генома и ее влияния на свойства растений. Это активизирует селекционные усилия по повышению устойчивости, урожайности и качества сельскохозяйственных культур.
Кроме того, захват нескольких митохондриальных конформаций открывает новые возможности для исследований эволюционной динамики геномов растений.
Предоставлено TranSpread