Следующее поколение сбора данных: сочетание геномики с масштабным использованием гербарных образцов

Современные молекулярные методы, в частности, секвенирование нового поколения (NGS), предоставляют мощный инструментарий для изучения разнообразия, родственных связей и угроз исчезновения сотен тысяч известных науке видов растений. Однако получение достаточного количества образцов для видовых групп с большим разнообразием часто оказывается непосильной задачей.

Доктор Джеймс Бек из Университета Уичито и доктор Джон Семпл из Университета Ватерлоо в своём новом исследовании, опубликованном в журнале Applications in Plant Sciences, подчеркивают роль гербарных образцов в сочетании с передовыми технологиями секвенирования для ускорения изучения биоразнообразия растений.

Преодоление "узкого места" в исследованиях

Когда группы растений демонстрируют очень мало генетических различий, для понимания эволюционных процессов и точной оценки видового разнообразия необходим обширный геномный набор данных для большого числа образцов. С развитием технологий NGS получение больших геномных данных становится всё более доступным. "Узким местом" многих исследований теперь стало количество видов и особей каждого вида, которые можно включить в анализ.

"Все исследования ограничены временем и финансированием. Использование гербарных коллекций — это один из способов избежать компромисса между осуществимыми и по-настоящему интересными проектами", — объясняет Бек.

Тестирование подхода на "сложной" группе растений

Бек и Семпл проверили этот подход на золотарниках (род Solidago), известной своей сложностью группе растений семейства астровых. ДНК была экстрагирована почти из 100 гербарных образцов, собранных в период с 1970 по 2010 год. Используя метод генотипирования нового поколения, они идентифицировали группы генетически сходных особей и сравнили их с группами, определёнными традиционными методами.

Этот подход "следующего поколения" — сочетание геномики с масштабным использованием гербарных образцов — показал значительный потенциал: достаточные для анализа данные были получены для 98% образцов. Эти данные выявили генетические группы, которые часто соответствовали видам, определённым по морфологическим признакам.

Важность полевых работ и гербариев

Бек подчёркивает, что это ни в коем случае не призыв недооценивать полевые работы. Напротив, расширение гербарных коллекций важнее, чем когда-либо. "Мы понимаем титанические усилия бесчисленных ботаников, которые привели к созданию существующих коллекций. Использование их образцов для лучшего понимания биоразнообразия и эволюции растений — это очевидный способ почтить и развить это наследие", — заключает Бек.