Растущая популярность секвенирования следующего поколения сделала SNP распространенным генетическим маркером во многих областях биологии растений. Постоянно увеличивающаяся пропускная способность платформ секвенирования привела к способности легко идентифицировать и генотипировать тысячи SNP у множества людей, чтобы выявить генетические вариации среди популяций и внутри них.
Этот метод, однако, становится довольно сложным, когда интересующий вид подвергся событиям дупликации всего генома (то есть полиплоидии), что является обычным для многих линий растений.Исследователи из Texas AM и Центра сельскохозяйственных исследований Southern Plains разработали стратегию, которая упрощает обнаружение полезных SNP в сложном геноме хлопка.
Протокол находится в свободном доступе в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences.«Хлопок представляет собой проблему для открытия маркеров SNP из-за полиплоидного происхождения двух наиболее широко выращиваемых видов», — говорит доктор Алан Пеппер, автор исследования. «Все растения имеют дублированные последовательности, будь то из-за дупликации всего генома, дупликации сегментов хромосом, дупликации ретровирусами или дупликации за счет неравного кроссинговера. Когда вы ищете потенциальные SNP, особенно без эталонного генома, вы рискуете выявление различий в последовательностях между дублированными последовательностями, а не различий между людьми. Эта проблема особенно остро стоит в современных аллополиплоидах ».
Аллополиплоидные виды являются продуктом гибридизации двух расходящихся таксонов. Таким образом, геномы этих растений содержат две очень похожие копии их генов — по одной от каждого родителя.По словам Пеппера, «проблема возникает, когда наши вычислительные методы случайно выравнивают участки ДНК, которые дублируются в геномах изучаемых растений, вместо того, чтобы картировать ортологичные области между растениями».
Войдите в стратегию, представленную Пеппер и его коллегами.Используя платформу секвенирования нового поколения Illumina, было собрано более 50 миллионов считываний ДНК из расщепленной рестрикционными ферментами ДНК четырех видов Gossypium. Затем команда отфильтровала эти показания для обогащения ортологичных фрагментов ДНК.
Пеппер объясняет: «Одна из замечательных особенностей этого подхода заключается в том, что он использует широко используемое, хорошо поддерживаемое, готовое к использованию программное обеспечение для биоинформатики, известное как Stacks (написанное Джулианом Катченом из Университета Орегона) в качестве« фильтра ». для обогащения пар фрагментов, которые могут быть аллелями одного ортологичного региона, а не паралогами или гомеологами ».Новый метод позволяет обнаруживать полиморфизмы между индивидуумами, что будет полезно для последующих приложений, таких как селекция с помощью маркеров, связывание и картирование QTL, а также исследования генетического разнообразия.Пеппер заключает: «Общая стратегия генотипирования путем секвенирования, обнаружения маркеров и аннотации, которую мы предоставили в этом исследовании, будет полезна исследователям, работающим со многими экономически важными аллотетраплоидными видами (такими как культурные растения капусты), но может быть распространяется на любые виды, включая те, у которых в настоящее время нет эталонного генома ".