В дикую природу для генетики растений: ученые секвенируют весь геном на склоне Уэльских гор, чтобы идентифицировать вид растения в течение нескольких часов.

Ученый Кью и соавтор статьи Джо Паркер говорит; «Это исследование доказывает, что теперь мы можем быстро считывать последовательность ДНК организма, чтобы идентифицировать его с помощью минимального оборудования. Быстрое считывание ДНК в любом месте, по желанию, должно стать обычным шагом во многих областях исследований. Несмотря на сотни лет таксономических исследований, это по-прежнему не всегда легко определить, к какому виду принадлежит растение, просто взглянув на него. Мало кто может правильно определить все виды в своих садах ».

За последние сорок лет секвенирование ДНК произвело революцию в научном мире, но оставалось лабораторным. Используя современные методы, полный эксперимент по идентификации вида, от полевых исследований до результатов, легко может занять у ученого месяцы.

Идентификация видов по своей природе в значительной степени является полевой областью преследования, что ограничивает темпы открытий и принятия решений, которые могут зависеть от нее. Использование новых технологий для быстрой идентификации видов на месте имеет решающее значение для научных исследований, сохранения биоразнообразия и борьбы с преступностью, связанной с видами.В этом новом исследовании ученые из Кью использовали портативный секвенатор ДНК MinION от Oxford Nanopore Technologies для анализа видов растений в национальном парке Сноудония. Это был первый раз, когда геномное секвенирование растений было выполнено в полевых условиях.

Эта технология, коммерческая реализация которой началась в 2015 году, с тех пор используется в Антарктиде, в отдаленных регионах, пораженных болезнями, и на Международной космической станции.Одним из успешных результатов, проиллюстрированных в статье, является идентификация в полевых условиях двух безвредных белых цветов, Arabidopsis thaliana и Arabidopsis lyrata ssp. petraea. Это было достигнуто путем секвенирования случайных частей геномов растений, избегая сложного и трудоемкого процесса нацеливания на определенные фрагменты ДНК, что является более традиционным подходом для идентификации видов с помощью ДНК.

Исследователи сравнили свои новые данные со свободно доступной базой данных эталонных последовательностей генома, чтобы провести их идентификацию. Важно отметить, что репликация их эксперимента в лаборатории Джодрелла Кью с другими методами секвенирования ДНК позволила им впервые разработать сложные статистические данные, чтобы понять полезные свойства этого нового типа данных.Александр Пападопулос, ученый Кью и соавтор статьи, говорит; «Точная идентификация видов имеет важное значение для эволюционных и экологических исследований, в борьбе с преступлениями против дикой природы и для мониторинга редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. Правильная идентификация видов на основе того, как они выглядят, может быть очень сложной задачей, и для правильной работы требуются специальные знания.

Это особенно важно верно для растений, когда они еще не цветут или когда они были переработаны в продукт. Наши эксперименты показывают, что путем секвенирования случайных участков генома в полевых условиях можно получить очень точную идентификацию видов в течение нескольких часов после сбора образца. . Более традиционные методы требуют большого количества лабораторного оборудования и часто дают достаточно информации только для идентификации образца до уровня рода ».

У их данных есть и другие полезные свойства. Эти полевые секвенированные данные могут использоваться для сборки всей последовательности генома, выступать в качестве справочной базы данных для видов и помогать понять эволюционные отношения.

В настоящее время команда изучает возможность быстрого создания базы данных эталонных последовательностей из невероятно разнообразной коллекции растений, помогающих в живой коллекции и гербарии Кью, а также в приложениях для мониторинга здоровья растений.


Портал обо всем