PMAT:Forskere udvikler et nyt værktøj til effektiv samling af plantemitokondrielle genomer

Plantemitokondrielle genomer (mitogenomer) er afgørende for forståelsen af ​​nukleocytoplasmatiske interaktioner, planteudvikling og avl af cytoplasmatiske sterile mandlige linjer. Men deres komplette samling er udfordrende på grund af hyppige rekombinationshændelser og horisontale genoverførsler.

Traditionelle metoder, der anvender Illumina-, PacBio- og Nanopore-sekventeringsdata, resulterer ofte i dårlig samlingsfuldstændighed, lav sekventeringsnøjagtighed og høje omkostninger, hvilket begrænser deres anvendelighed. Baseret på disse udfordringer er der behov for en mere effektiv og præcis samlingsmetode til at udføre dybdegående forskning i plantemitogenomer.

Forskere fra Nanjing Forestry University har i samarbejde med Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences og Chinese Academy of Agricultural Sciences udviklet et effektivt monteringsværktøj (PMAT) til de novo samling af plantemitogenomer ved hjælp af lavdækkende HiFi-sekvensdata.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Horticulture Research den 26. januar 2024, hvilket viser et betydeligt spring inden for genomforskning.

PMAT adresserer begrænsningerne ved traditionelle mitokondrielle genom-samlingsmetoder ved at bruge meget nøjagtige langlæste HiFi-sekventeringsdata. Dette giver mulighed for spænding af de fleste gentagelser og generering af komplette og nøjagtige mitokondrielle genomsekvenser.

Værktøjssættet indeholder to tilstande:"autoMito" og "graphBuild." "autoMito"-tilstanden giver en et-trins monteringsproces, mens "graphBuild"-tilstanden giver mulighed for manuel valg af passende frø til samling, hvilket sikrer fleksibilitet og brugerkontrol.

Forskerne har med succes samlet mitogenomerne af 13 plantearter, herunder eukotøbler, monokimblade og gymnospermer. For eksempel blev Arabidopsis thaliana mitokondrielle genom samlet igen til et typisk enkelt cirkulært kromosom med en længde på 367.810 basepar, hvilket kun viser mindre forskelle fra det offentliggjorte referencegenom.

Derudover krævede PMAT minimale sekventeringsdata for at opnå komplette samlinger, hvilket gør det til en omkostningseffektiv løsning til storstilede genomiske undersøgelser.

Dr. Zhiqiang Wu, en af ​​de førende forskere, kommenterede, "PMAT repræsenterer et betydeligt fremskridt inden for plantegenomik. Ved at overvinde udfordringerne ved traditionelle samlingsmetoder giver PMAT et omfattende og præcist billede af plantemitogenomer, hvilket letter dybere indsigt i planteudvikling og forædling."

Udviklingen af ​​PMAT påvirker plantegenomisk forskning og forædling betydeligt. Ved at tilbyde en pålidelig metode til at samle plantemitogenomer fremskynder PMAT undersøgelser af genomvariation og dens virkninger på planteegenskaber. Dette øger avlsindsatsen for at forbedre afgrødens modstandsdygtighed, udbytte og kvalitet.

Derudover åbner indfangning af flere mitokondrielle konformationer nye forskningsmuligheder i plantegenomernes evolutionære dynamik.

Flere oplysninger: Changwei Bi et al., PMAT:et effektivt plantemitogenom-samlingsværktøj, der bruger lavdækkende HiFi-sekvensdata, Hortekulturforskning (2024). DOI:10.1093/time/uhae023

Journaloplysninger: Gavebrugsforskning

Leveret af TranSpread