Модельное растение получило свой геномный профиль
Вид травы Brachypodium distachyon обладает большим потенциалом в качестве модельного растения для исследований благодаря короткому времени генерации, небольшим размерам, малому геному и простоте скрещивания. Эти особенности делают его привлекательным аналогом для менее удобных, но сельскохозяйственно важных культур, таких как пшеница и ячмень. Однако для полной реализации потенциала Brachypodium в качестве лабораторного инструмента ученым необходимы более совершенные генетические ресурсы.
Кейичи Мочида и его коллеги из RIKEN Center for Sustainable Resource Science создали комплексную коллекцию всех последовательностей ДНК в геноме Brachypodium, которые транскрибируются в кодирующую белки матричную РНК (mRNA). Этот ресурс, известный как библиотека комплементарной ДНК (cDNA), должен помочь биологам создавать более устойчивые культуры для производства продуктов питания и биотоплива.
Модельные растительные системы необходимы для селекции более устойчивых и высокоурожайных культур на основе геномных данных. Brachypodium distachyon — это модельное растение для анализа генетических функций и биологических систем у злаков умеренного пояса, холодостойких зерновых и культур для производства биотоплива, — поясняет Мочида. — Улучшенная аннотация генов на основе полноразмерных кДНК предоставляет важную информацию для выявления полезных генов, участвующих в различных процессах, таких как устойчивость к стрессу и производство биомассы.
Команда Мочиды из Biomass Research Platform Team и Integrated Genome Informatics Research Unit выделила РНК из 21 образца различных тканей инбредной линии B. distachyon под названием Bd21. Используя метод 'CAP trapper', разработанный учеными RIKEN более десяти лет назад, команда получила более 78 000 коротких фрагментов последовательностей мРНК. Из этого пула исследователи собрали около 16 000 полноразмерных 'клонов' кДНК.
На основе этих клонов ученые обновили и улучшили существующую последовательность генома Brachypodium, добавив структурную информацию примерно для 10 000 генов на пяти хромосомах растения. Команда Мочиды обнаружила около 580 генов, которые ранее не распознавались как кодирующие белок участки ДНК в предыдущих биоинформатических анализах, и 362 новых гена, впервые идентифицированных у линии Bd21.
Исследователи интегрировали эту информацию с данными последовательностей других экономически важных видов злаков в общедоступный ресурс RIKEN Brachypodium FLcDNA database (RBFLDB). По словам Мочиды, база данных теперь предлагает 'единую точку доступа' ко всей геномной информации в подсемействе злаков Pooideae, которое включает многие основные зерновые культуры. Brachypodium теперь обладает всеми чертами современного модельного организма, — заключает Мочида.