Пан-геномный анализ подсолнечника: 1433 гена-кандидата устойчивости к болезням, 198 нет в референсе

Исследователи расширили каталог генов-кандидатов устойчивости к болезням у подсолнечника: они объединили аннотацию референсного генома с геномным и транскриптомным анализом многих образцов, сообщается в статье в Plant Molecular Biology (doi.org). Проанализированы данные полногеномного секвенирования 100 культурных образцов подсолнечника и 49 диких родственников. Всего выявлено 1433 гена-кандидата устойчивости к болезням springer.comdoi.orgspringer.comОткрыть источник ↗.

Генотипы подсолнечника заметно различаются по устойчивости к патогенам, а значительная часть устойчивости, используемой в селекции, происходит от диких родственников. Однако многие гены, лежащие в основе этой устойчивости, остаются неизвестными, что ограничивает целевую селекцию.

Как найдены кандидаты

Сначала авторы дополнили существующую аннотацию референса предсказанием de novo дополнительных генов, содержащих NBS-домен. Затем они собрали прочтения, не картировавшиеся на референсный геном, и так нашли нереференсные гены-кандидаты (пан-гены). Итоговый набор включает 1235 генов, основанных на референсе, и 198 нереференсных пан-генов.

Референсные гены распределены по геному неравномерно. Значительная их часть собрана в кластеры, и эти кластеры расположены заметно ближе к LTR-ретротранспозонам, чем одиночные гены springer.comdoi.orgspringer.comОткрыть источник ↗. Команда также охарактеризовала вариации последовательностей и структуры в панели образцов: SNP, инделы и крупные делеции.

Экспрессия и приоритизация

Геномные данные сопоставили с транскриптомным ответом на заражение Sclerotinia sclerotiorum. Хотя бы в одном из двух контрастных генотипов дифференциально экспрессировались 548 генов-кандидатов.

Тридцать три гена-кандидата находились в неравновесном сцеплении с ранее описанными локусами, связанными с устойчивостью к болезням. Десять из них также дифференциально экспрессировались после заражения, восемь были полиморфными.

По словам авторов, анализ расширяет каталог генов-кандидатов и геномной изменчивости подсолнечника. Они называют результат приоритизированным набором кандидатов и генетических ресурсов для последующей функциональной проверки и использования в селекции springer.comdoi.orgspringer.comОткрыть источник ↗. Работа выявляет кандидатов; роль этих генов в устойчивости пока не подтверждена.