Старый генетический инструмент в биологии растений всё ещё ценен
Исследователи из Университета штата Миссисипи обнаружили, что один из старых методов — использование фрагментированных последовательностей хлоропластной ДНК (cpSSR) — сохраняет свою значимость на фоне современных технологий.
Что такое cpSSR?
cpSSR (хлоропластные микросателлиты) — это короткие повторяющиеся фрагменты ДНК, которые маркируют определённые участки в геноме растения. Эти маркеры используются для изучения эволюции растений, селекции, гибридизации сельскохозяйственных видов и генетического разнообразия видов, важных для сохранения биоразнообразия.
Популярность метода растёт
Количество исследований растений с использованием cpSSR удвоилось за последние десять лет. С 1995 года с их помощью изучены дикие и культурные растения из 85 семейств, чаще всего — история сосновых (семейство Pinaceae) со времён последнего ледникового периода.
Альтернатива дорогим технологиям
Многие лаборатории переходят на методы секвенирования нового поколения (NGS), которые дают более полную «генетическую картину». Однако, как отмечает профессор Лиза Уоллес, «многие лаборатории по-прежнему не имеют финансовых или геномных ресурсов для применения методов NGS».
Риски метода: гомоплазия
Основная проблема cpSSR, которую проверяют менее чем в 33% исследований, — это гомоплазия по размеру. Она возникает, когда мутации в ДНК появляются независимо, из-за чего ДНК разных растений ложно кажется схожей по эволюционному происхождению. Это может привести к переоценке степени родства растений.
Иллюстрацией риска послужили собственные данные исследователей по роду растений Acmispon (семейство бобовых). Четыре из девяти изученных локусов показали гомоплазию внутри или между видами. «Я была удивлена, обнаружив недостаток проверки на гомоплазию в исследованиях cpSSR, учитывая, как часто мы её обнаруживали в наших собственных данных», — комментирует Уоллес.
Рекомендации на будущее
Для будущих исследований авторы предлагают использовать cpSSR, разработанные для конкретных видов растений. Такой подход помогает избежать проблем гомоплазии и отвечать на вопросы, связанные с генетическим сохранением и изменчивостью отдельных видов, особенно экономически и экологически важных.
Вывод
«В последнее десятилетие произошёл серьёзный переход к методам NGS, — говорит Уоллес, — но наша работа показывает, что cpSSR по-прежнему остаются полезным типом маркеров для многих исследовательских групп в фундаментальных и прикладных науках о растениях».