Коллектив научно-исследовательской лаборатории «Гербарий» ТГУ можно поздравить с очередной публикацией в высокорейтинговом журнале. В журнале Scientific Reports (импакт-фактор – 4,379) издательства Springer Nature вышла статья «Первый драфтный геном ковыля с использованием SMRT-секвенирования и его значение в молекулярных исследованиях Stipa». Над статьей работала международная группа исследователей, включающая сотрудников лаборатории «Гербарий» ТГУ, Ягеллонского университета (Польша, г. Краков) и Немецкого центра интегративного исследования биоразнообразия (iDiv, Германия, г. Лейпциг).
Для справки: Евразийское растение Stipa capillata – самый распространенный вид ковыля. Многие таксоны этого рода доминируют в степных растительных сообществах и могут использоваться для их классификации и в исследованиях, связанных с изменением климата. Более того, некоторые виды имеют экономическое значение, в основном как кормовые растения, и могут использоваться для восстановления почв. Несмотря на то, что начали появляться крупномасштабные молекулярные данные, до сих пор нет полного или драфтного (чернового) генома ни для одного вида Stipa.
В статье исследователи применяли секвенирование третьего поколения PacBio, чтобы получить драфтный вариант генома размером около одного миллиарда нуклеотидов, содержащий примерно 80,000 генов. Кроме того, были найдены подтверждения возможной аллополиплоидной природы Stipa, рассчитаны времена дивергенции некоторых видов ковылей, продемонстрирована структурная гетероплазия хлоропластного генома, получен первый митохондриальный геном, а также представлен набор ядерных маркеров для будущих исследований. Стоит отметить, что в рамках проведенного исследования получен значительный набор генетических данных, которые могут быть использованы для филогенетического анализа, изучения явлений гибридизации и популяционных процессов как на уровне рода, так и на уровне семейства злаков.
– Мы применяем молекулярные подходы в систематике ковылей уже более 7 лет. В последние годы затраты на секвенирование значительно снизились, а новые технологии, такие как PacBio, стали активно применяться для полногеномных исследований многих немодельных видов растений. Получение полных или даже драфтных геномов часто является первым шагом к понимаю многих фундаментальных процессов, лежащих в основе эволюции. Два года назад нам удалось заручиться поддержкой Российского научного фонда (грант № 19-74-10067), которая позволила нам сделать первый шаг к более комплексному изучению рода ковылей. В настоящий момент мы имеем только предварительное представление о геноме одного вида. Цель на будущее – получить полный геном на уровне хромосом и прояснить эволюционные события в трибе Stipeae. Стоит добавить, что биоинформатическое направление, занимающееся обработкой большого набора данных, активно развивается, появляются новые подходы в анализе полиплоидных видов. Всё это требует постоянного обучения. Мне повезло попасть в iDiv в Лейпциге, где я ознакомился с базовыми подходами в анализе таких данных. Уверен, что это перспективное направление, которое поможет нам в полной мере интерпретировать эволюционные закономерности и процессы в ковылях, – рассказывает Евгений Баяхметов, автор статьи, научный сотрудник НИЛ «Гербарий ТГУ» и аспирант Института ботаники Ягеллонского университета.
