Геном дерева, выжившего после эпидемии ясеневой гнили

Ученые из Центра анализа геномов (The Genome Analysis Centre, TGAC) в рамках исследовательского коллаборации под руководством Центра Джона Иннеса и Лаборатории Сэйнсбери впервые представили данные секвенирования генома дерева, пережившего эпидемию ясеневой гнили. Данные доступны для анализа на краудсорсинговом сайте OpenAshDieBack.

В Дании грибок Chalara fraxinea, вызывающий болезнь, уничтожил от 60 до 90% ясеневых лесов. Однако «Дерево 35» — одно из двух деревьев, обнаруженных на датском острове Зеландия и показавших высокий уровень устойчивости.

«Нам удалось получить первые данные секвенирования всего через два месяца после получения образцов», — сообщил д-р Марио Каччамо, исполняющий обязанности директора TGAC. Скорость важна для исследований, чтобы все, кто изучает эпидемию, могли начать искать ключи для борьбы с ней.

C. fraxinea была подтверждена на 500 участках в Великобритании, и сейчас с ней борются как с карантинным вредителем в рамках мер национального чрезвычайного положения. Профессор Эрик Даль Кьер и его команда из Danish Forest & Landscape обратили внимание на Дерево 35 в 2007 году, когда начали поиск толерантных ясеней в датских генетических полевых испытаниях. «Мы наблюдаем за этим деревом с 2007 года, потому что оно оставалось здоровым, в то время как другие деревья в наших тестах погибали или получали серьезные повреждения», — сказал профессор Кьер.

Ученые приглашают исследователей со всего мира к анализу данных через краудсорсинговый сайт OpenAshDieBack. Эксперты могут помочь определить гены, представляющие особый интерес для селекции.

Полученные генетические данные в конечном итоге могут быть использованы для скрещивания Дерева 35 с племенным материалом из местной популяции ясеня. Дерево 35 преимущественно женского пола, и его генетический состав может помочь идентифицировать устойчивое дерево из Великобритании преимущественно мужского пола для создания племенной пары. Также данные можно использовать для выявления как женских, так и мужских деревьев в Великобритании с аналогично низкой восприимчивостью к грибку. Для долгосрочного восстановления после эпидемии может потребоваться комбинация различных скрещиваний.

«Этот первый черновик позволяет нам начать сбор информации об определенных аспектах геномного состава дерева 35 и решать конкретные задачи», — сказал Бернардо Клавихо, руководивший в TGAC сборкой и анализом данных для геномов как Дерева 35, так и грибка Chalara.

Ясени почти всегда оплодотворяются пыльцой другого дерева, а не самоопыляются. Это приводит к появлению в семенах двух копий каждой хромосомы. Хотя они очень похожи, при детальном рассмотрении хромосомы имеют множество различий. Эта «гетерозиготность» затрудняет секвенирование генома, поскольку, по сути, приходится собирать два генома одновременно из одного набора данных.

«Это немного похоже на одновременное собирание двух пазлов из одной кучи деталей, — пояснил профессор Дауни. — Эти два пазла очень похожи, но картинки на них слегка различаются в деталях». Дерево 35 было идентифицировано как высокогетерозиготное. «Мы работаем над тем, чтобы уменьшить влияние гетерозиготности и улучшить общую сборку генома», — сказал Клавихо.

В марте ученые опубликовали первые данные секвенирования генома грибка, вызывающего ясеневую гниль. Они уже показали, что штаммы из разных лесных массивов в Норфолке сильно различаются. Также были опубликованы первые детальные изображения половых органов грибка, которые инициируют половой цикл, производящий споры. Именно споры ответственны за возникновение и распространение инфекции.

«Такой быстрый прогресс стал возможен благодаря энтузиазму вовлеченных ученых, преимуществам международного сотрудничества и финансированию со стороны BBSRC и Defra. Я искренне надеюсь, что открытый доступ к геномным данным побудит других внести свой вклад в их анализ», — сказал Дауни.