Расшифровка генома нового вредителя сои
Студенты Университета Миннесоты провели ключевое секвенирование генома недавно обнаруженной соевой галловой мошки — вредителя, угрожающего урожаю сои, одной из самых широко культивируемых и потребляемых культур в мире. Это маленькая мушка была обнаружена в основных соепроизводящих штатах Среднего Запада США, включая Миннесоту, Айову, Небраску, Южную Дакоту и Миссури.
Борьба с вредителем была затруднена из-за ограниченного понимания его биологии. Секвенирование генома может дать заинтересованным сторонам более глубокое понимание биологии насекомого, а также предоставить набор инструментов для его обнаружения и идентификации.
Аспиранты Университета Миннесоты, опубликовавшие свои результаты в журнале G3 Genes|Genomes|Genetics, смогли получить последовательность генома насекомых, используя лишь малую часть ресурсов, обычно выделяемых на профессиональные проекты по секвенированию. Это предоставило критически важную информацию для разработки будущих стратегий борьбы с вредителем.
Первый полный геном соевой галловой мошки был секвенирован и опубликован студентами курса «Сравнительная геномика животных», который ведет Кристофер Фолк, доцент кафедры зоотехнии.
Под руководством Фолка студенты получили уникальную возможность провести анализы и внести вклад в написание публикации. Аспирантка Глория Меллотто является первым автором статьи и руководила этим проектом в лаборатории Амелии Линдси, доцента кафедры энтомологии, при совместном научном руководстве Роберта Коха, также доцента кафедры энтомологии.
Они обнаружили:
- Геном соевой галловой мошки составляет примерно 200 миллионов пар нуклеотидных оснований — это менее одной десятой размера генома человека.
- Их сборка последовательности имеет один из самых высоких уровней полноты для генома галловой мошки и может служить ориентиром для исследований родственных насекомых.
- Это насекомое быстро распространяется на Среднем Западе, и этот общедоступный геном ускорит исследования по сдерживанию его популяции.
«Секвенирование генома животного исторически было чрезвычайно дорогим и трудоемким процессом, — сказала Меллотто. — Поскольку обычно над этим работают сотни ученых с миллионами долларов, наша небольшая команда была особенно рада опубликовать эти результаты».
Группа из 10 студентов выделила ДНК из соевых галловых мошек, собранных на ферме в округе Рок, Миннесота. Они секвенировали геном насекомого за один семестр, используя коммерчески доступный портативный секвенатор длинных чтений. Примерно за 2000 долларов студентам удалось создать этот геном за долю стоимости типичного секвенирования, которая может достигать миллионов долларов.
«Это насекомое было описано наукой всего несколько лет назад, в 2019 году. То, что мы можем пройти путь от открытия нового вредителя до публикации последовательности генома силами студентов за такое короткое время, свидетельствует о том, как далеко продвинулась область геномики», — сказала Линдси.
Геном соевой галловой мошки станет ресурсом для текущих и будущих исследований, посвященных биологии, генетике, эволюции и контролю над этим вредителем и другими галловыми мошками.
«Наличие генома быстро ускорит исследования этого сельскохозяйственно значимого вредителя. Секвенирование генома животного — впечатляющее достижение, обычно осуществляемое консорциумами специалистов. Теперь я с гордостью могу причислить к ним и наших студентов», — сказал Фолк.