Новый чип для выявления SNP помогает находить генетические маркеры ценных признаков риса
Генетические маркеры, такие как полиморфизмы длины рестрикционных фрагментов (RFLP), микросателлиты (SSR) и однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), служат уникальными идентификаторами для организмов. Это помогает находить значимые генетические вариации у растений, позволяя современной селекции отбирать лучшие сорта сельскохозяйственных культур. Секвенирование нового поколения (NGS) улучшило маркер-опосредованный отбор и бэккросс-селекцию, то есть перенос желаемого признака в генетический фон другой линии.
Однако из-за высокой стоимости и сложной обработки данных NGS не подходит для скрининга больших популяций растений, особенно для небольших и средних селекционеров. Более экономичным и эффективным решением для оценки желаемых генетических признаков являются SNP-чипы. На этих чипах закреплены ДНК-зонды, которые взаимодействуют с генетическим образцом, позволяя обнаруживать сотни тысяч вариаций между образцами растений.
Реализуя потенциал этого подхода, профессор Вэньшэн Ван из Китайской академии сельскохозяйственных наук и его команда создали SNP-чип, содержащий более 56 606 генетических маркеров для риса.
«Более 2,6 миллиарда человек в мире полагаются на рис как на основной продукт питания. Разработанный в нашем исследовании генный чип может стать эффективным инструментом для селекционеров в отборе новых высококачественных сортов риса, которые будут более ароматными, вкусными, солеустойчивыми и устойчивыми к болезням и вредителям», — поделился Ван. — «Более того, чип можно использовать для различных генетических исследований».
Исследователи разработали кастомный SNP-чип, собрав и отсеквенировав генетические образцы 3024 линий риса со всего мира. Из более чем 18,9 миллионов высококачественных SNP, выявленных в этих образцах, для дизайна чипа было отобрано примерно 2,5 миллиона полиморфных SNP. Эти SNP были нанесены на платформу для генотипирования (Affymetrix) в четырёх вариантах дизайна.
Эффективность чипа проверили на репрезентативной выборке из 192 сортов риса, и результаты оказались впечатляющими. В среднем чип корректно идентифицировал 99,6% соответствующего генома, а также продемонстрировал высокую плотность и равномерное покрытие со средним расстоянием 6,7 т.п.н. между двумя соседними SNP. Кроме того, данные с этой платформы предоставили больше информации о генетической изменчивости, чем другие ранее разработанные чипы. Команда сообщила о своих результатах в The Crop Journal.
«Чип Rice3K56 может помочь малым и средним компаниям отбирать лучшие сорта риса менее субъективным и трудоёмким способом», — сказал Ван. — «Наша работа делает генотипирование более механизированным и стандартизированным, что приводит к повышению эффективности и точности. В долгосрочной перспективе это может обеспечить не только продовольственную безопасность, но и разнообразие вкусов риса».