Сборка транскриптома опасного сорняка: новые ресурсы для изучения инвазивности растений

Для построения и поддержания клеток ДНК копируется в молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), также называемые транскриптами. Транскриптом — это совокупность всех транскриптов в клетке.

Исследователи под руководством Панкаджа Джайсвала собрали транскриптомы опасного сорняка Brachypodium sylvaticum (ложный костёр лесной). Этот транскриптом представляет собой обширный генетический инструмент для изучения того, как инвазивные виды успешно распространяются на новые территории. Кроме того, для близкородственного вида Brachypodium distachyon доступен полный геном. Вместе транскриптом и геном можно использовать как референс для выявления различий в генах и их активности у ложного костра, которые могут способствовать его инвазивности.

Ложный костёр — инвазивная трава, родом из Европы, Азии и Северной Африки. В США она была завезена около 100 лет назад и внесена в список опасных сорняков на западном побережье. «Она агрессивно инвазивна в своём нынешнем ареале — почти монокультуры этой травы занимают тысячи гектаров подлеска смешанных хвойных лесов и луговых местообитаний в Орегоне», — говорит соавтор Митч Крузан.

Этот вид идеален как модель для изучения эволюции инвазивных растений. «Ложный костёр находится в процессе активного расширения ареала и невероятно успешен, несмотря на более холодные, влажные зимы и более сухое лето по сравнению с растениями в естественном ареале», — объясняет Крузан.

Исследователи собрали транскриптомы для двух популяций ложного костра из естественного ареала (Греция, Испания) и одной популяции из инвазивного ареала (Орегон). Сравнение транскриптомов позволит выявить новые изменения в экспрессии генов у высокоуспешной инвазивной популяции.

Чтобы облегчить будущие исследования функций генов, авторы также сравнили транскриптом ложного костра с транскриптомами хорошо изученных сельскохозяйственных видов, включая рис и сорго. Если у ложного костра есть ген, уже изученный у сельскохозяйственного вида, будет проще определить его предполагаемую функцию.

Результаты, включая детали по доступу к данным, опубликованы в мартовском номере журнала Applications in Plant Sciences. Фокс и Крузан отмечают: «Семена и геномные ресурсы находятся в открытом доступе, поэтому любой исследовательской группе будет относительно легко начать программу исследований, сфокусированную на ложном костре».