Расширенное картирование генома гриба, вызывающего септориоз листьев, может привести к улучшению стратегий борьбы с ним.
Международная группа ученых, включая исследователей британского Ротамстеда (Rothamsted Research), разработала новый метод повышения точности картирования генов в сложных организмах — прорыв, который может улучшить исследования грибных заболеваний, поражающих такие сельскохозяйственные культуры, как пшеница.
Используя передовой биоинформатический инструмент, исследователи провели повторную аннотацию генома Zymoseptoria tritici, основного грибного патогена, вызывающего септориоз листьев – заболевание, вызывающее значительные потери урожая пшеницы по всей Европе.
Результаты исследования выявили существенные недостатки предыдущих генетических анализов и позволили получить более точное представление о генетической структуре гриба.
До сих пор прогнозирование генов в сложных организмах представляло собой сложную задачу, даже при наличии огромного количества генетических данных.
Предыдущие попытки картировать гены Z. tritici давали противоречивые результаты: в разных исследованиях было идентифицировано от 10 900 до 13 200 генов, однако лишь треть этих результатов совпадала с результатами в разных наборах данных.
Для решения этой проблемы исследовательская группа разработала InGenAnnot — инструмент, сочетающий методы прогнозирования нескольких генов с реальными биологическими данными, полученными из последовательностей РНК грибов.
Обновлённый анализ позволил идентифицировать 13 414 высокодостоверных генов, что повысило точность предыдущих исследований и пролило новый свет на то, как гриб регулирует свои гены.
Группа под руководством французских ученых из сельскохозяйственного научно-исследовательского института INRAE сравнила четыре различных набора данных по прогнозированию генов для одного и того же штамма Septoria, каждый из которых был независимо создан исследователями из Нидерландов, Германии, США, Австралии и Великобритании (Rothamsted Research).
Доктор Джейсон Радд, возглавлявший работу Ротамстеда в этом исследовании, сказал: «Хотя было обнаружено множество различий, при детальном анализе каждого гена нам удалось сформировать консенсус относительно наиболее точной структуры каждого из них, а также выявить ранее скрытые гены и структурные варианты генов».
Это привело к выпуску «золотого стандарта» — открытого справочного ресурса сообщества по этому важному грибу, который ускорит исследовательские работы по выявлению уязвимых мест в патогене, которые можно использовать в целях его использования.
Исследование также позволило получить новые знания о структуре и экспрессии генов патогена, особенно в областях, влияющих на время и способ их активации. Это может помочь учёным лучше понять, как гриб адаптируется в пшенице к различным условиям окружающей среды, что потенциально может проложить путь к разработке более эффективных стратегий борьбы с заболеванием.
«Точное картирование генома — важнейший шаг в борьбе с грибными заболеваниями, которые становятся всё более серьёзной угрозой глобальной продовольственной безопасности. Совершенствуя методы генного прогнозирования, мы надеемся улучшить наши возможности мониторинга и борьбы с этими патогенами, прежде чем они нанесут дальнейший ущерб сельскохозяйственным культурам», — сказал доктор Радд.
Источник: Rothamsted Research.