Говорят, вы находите только то, что ищете, и это применимо как к популяционной генетике, так и к жизни. Популяционные генетические исследования основаны на подсчете известных характерных вариаций ДНК, чтобы расшифровать историю различных популяций. Однако этой известной вариации может быть недостаточно для получения правильно разрешенной картины у каждого вида. В исследовании, представленном в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences, Dr. Хуан Вируэль и его коллеги использовали секвенирование нового поколения (NGS) для выявления дополнительных вариаций ДНК-маркеров рожкового дерева Ceratonia siliqua. Это исследование показывает, что все более доступные технологии NGS могут раскрыть историю этого важного дерева в более высоком разрешении, чем это возможно с помощью традиционных методов.
«В популяционных генетических исследованиях рожковое дерево игнорировалось, несмотря на его историческое и экономическое значение для средиземноморских обществ», - сказал д-р Вируэль, руководитель отдела генетики сохранения в Королевских ботанических садах Кью и ведущий автор исследования. эта учеба. Популяционно-генетические исследования, которые анализируют генетическую изменчивость в нескольких популяциях одного и того же вида, могут выявить закономерности миграции, изоляции, дивергенции и межпородного скрещивания в пространстве и времени, а также другие вопросы об истории вида. Это конкретное исследование популяционно-генетической структуры рожкового дерева является частью более крупного проекта, который, по словам доктора Б. Вируэль «исследовал генетическое разнообразие и структуру рожковых деревьев и их корневого симбионтного сообщества, чтобы охарактеризовать специфику симбиотических взаимодействий в средиземноморском масштабе».
Однако виды различаются по количеству генетических вариаций, присутствующих в их геномах, а также по тому, насколько хорошо охарактеризованы эти вариации. В частности, «узкие места» или периоды очень малого размера популяции снижают генетическую изменчивость и затрудняют получение достаточного разрешения в популяционно-генетических исследованиях. «Чтобы исследовать генетическое разнообразие видов деревьев, которые в прошлом столкнулись с серьезными проблемами, нам нужно было сосредоточиться на областях генома, имеющих самую высокую скорость эволюции, т. е. на микросателлитах», - сказал доктор Вируэль.
Микросателлитные маркеры, также известные как простые повторы последовательности, часто анализируются из-за их высокой скорости эволюции и, как следствие, высокой степени изменчивости в популяциях, что помогает анализировать распределение генетической изменчивости. Как правило, метод подсчета основан на размере амплифицированной области, или «ампликона», представляющего количество присутствующих повторов. Однако в случае с видами, которые подверглись сильному узкому горлышку, количество повторов в микросателлитах может оказаться недостаточным для решения вопросов генетики популяции.
В таких случаях авторы показывают, что использование подхода NGS для обнаружения дополнительных вариаций в микросателлитах может улучшить разрешение того, как ДНК варьируется в разных популяциях. «В нашем исследовании мы обнаружили дополнительные источники полиморфизма (в частности, однонуклеотидный полиморфизм и полиморфизм вставок/делеций) в 87% проанализированных локусов», - сказал доктор Вируэль. «Исследованиям, связанным с очень ограниченным генетическим разнообразием… может помочь включение информации о последовательности».
Стоимость технологий NGS, используемых для обнаружения этой дополнительной вариации, быстро снижается, что делает проведение такого рода исследований гораздо более осуществимым.«Стоимость нашего основанного на NGS метода обнаружения полиморфизмов в [микросателлитных] ампликонах сравнима со стоимостью использования традиционной оценки размера при работе с большим количеством образцов», - сказал д-р Вируэль.
«Я в восторге от вопросов, на которые мы можем ответить с помощью этого подхода», - сказал д-р Вируэль. «Мы значительно увеличили вариации, обнаруженные в популяциях рожкового дерева по всему Средиземноморью». Повышенное разрешение, обеспечиваемое этой дополнительной вариацией, уже окупается. «Мы обнаружили очень интересные филогеографические закономерности, которые опровергнут предыдущие гипотезы о его происхождении в Средиземноморье», - сказал доктор Вируэль. «Но мы расскажем эту историю в следующей статье».