Первая полная нуклеотидная последовательность пластома была опубликована в 1986 году для табака (Nicotiana tabacum L.) из семейства пасленовых (Solanaceae). Это экономически важное семейство мега-разнообразных растений включает хорошо известные сельскохозяйственные и декоративные растения, такие как картофель, помидоры, баклажаны и петунии. В исследовании, опубликованном в PLoS ONE, исследователи Финского музея естественной истории (LUOMUS) Хельсинкского университета секвенировали пластидный геном горько-сладкого (Solanum dulcamara L.) для предоставления геномных ресурсов для инженерии хлоропластов. Это диплоидный сорняк, часто встречающийся также в Финляндии, обладает устойчивостью к фитофторозу, вызываемому водяной плесенью (оомицетом) Phytophthora infestans..
Исследование оказалось важнее, чем предполагалось изначально:
"Когда мы попытались сравнить горько-сладкий пластом с другими видами пасленовых, мы поняли, что это невозможно сделать должным образом, так как аннотации генома содержат так много ошибок", - говорит руководитель исследования Петер Поцаи.
Исследование впервые показало, что эти ошибки происходят из-за одного простого устаревшего программного обеспечения, используемого во всем мире. Как следствие, эти ошибки копируются и распространяются из одной последовательности в другую в генетических базах данных.
С помощью тяжелой работы и ручного редактирования мы исправили эти ошибки для всех геномов пасленовых, которые делают горько-сладкий моделью для сравнительной геномики хлоропластов паслена. Следы ошибок в аннотациях живы в пластидной геномике в целом, поскольку в большинстве проектов по секвенированию используется это устаревшее программное обеспечение, которое, по нашему убеждению, необходимо заменить более совершенным инструментом, уже запланированным в качестве нашего следующего передового проекта», Али Амирюсефи, аспирант LUOMUS и первый автор исследования, добавляет.
Представлена новая гипотеза наследственного генома
Только после этих улучшений группа LUOMUS, наконец, смогла провести сравнительный анализ всех пластидных геномов паслена, где они представили гипотезу о наследственном геноме. При этом они смогли показать, что структурные перестройки совпадают с большими эволюционными изменениями этого семейства. Последовательность пластидного генома обыкновенного сорняка горько-сладкого поможет в сравнительном анализе аннотаций пластидного генома паслена и может быть использована в качестве надежного эталона в дальнейших исследованиях.
Настоящее исследование является частью нашего исследования с использованием коллекций живых теплиц и гербариев LUOMUS для секвенирования геномов хлоропластов и изучения разнообразия цветковых растений. На данный момент мы секвенировали 30 пластидных геномов из наших коллекций, и сейчас начинают публиковаться первые результаты», - резюмирует Почаи.