Расшифрован геном земляники
Международный консорциум исследователей секвенировал геном лесной земляники (Fragaria vesca), как сообщается в исследовании, опубликованном 26 декабря в онлайн-версии журнала Nature Genetics. Эта работа откроет возможности для выведения более вкусных и устойчивых сортов этой ягоды и других культур её семейства.
С генетической точки зрения лесная земляника похожа на культурную, но менее сложна, что упрощает её изучение. Её геном, содержащийся в 14 хромосомах, — один из самых маленьких среди экономически значимых растений, но всё же включает примерно 240 миллионов пар оснований.
Консорциум из 75 исследователей из 38 институтов, включая двух учёных из Технологического института Джорджии (Марка Бородофски и Пола Бёрнса), определил последовательность генома. Бородофски и Бёрнс возглавили работу по идентификации белкокодирующих генов в этой последовательности.
Для этого они использовали новую программу распознавания паттернов GeneMark.hmm-ES+. Эта гибридная программа, основанная на вероятностной модели Hidden Markov Model, использует как данные ДНК, так и транскриптома для нахождения границ между кодирующими последовательностями (экзонами) и некодирующими (интронами или межгенными областями).
Метод итеративно уточнял параметры алгоритма. В результате было идентифицировано 34 809 генов, из которых 55% отнесены к генным семействам. Точность предсказания составила 90%, что подтверждено транскриптомными данными.
Дальнейший анализ генома выявил гены, вовлечённые в ключевые биологические процессы: производство вкусовых веществ, цветение и реакцию на болезни. Также обнаружен общий набор элементов передачи сигналов, который есть у земляники и других растений.
Лесная земляника относится к семейству Rosaceae, которое включает более 100 родов и 3000 видов. Это семейство содержит многие экономически важные культуры: культурную землянику, миндаль, яблоню, персик, вишню, малину и розу.
В долгосрочной перспективе эта генетическая информация позволит селекционерам создавать растения с меньшим воздействием на окружающую среду, лучшим питательным профилем и более высокой урожайностью.