Российские ученые исследовали возможности быстрой идентификации аллельных вариантов генов кодирующих высокомолекулярные глютенины пшеницы
Исследование выполнено в лаборатории маркерной и геномной селекции растений Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии (ВНИИСИБ) под руководством Ильи Владимировача Кирова.
В журнале Agronomy вышла научная статья о возможности быстрой идентификации аллельных вариантов генов кодирующих высокомолекулярные глютенины пшеницы с помощью нанопорового секвенирования ампликонов полноразмерных генов.
Генетическая изменчивость генов высокомолекулярных глютенинов (HMW-GS) тесно связана с хлебопекарными качествами пшеницы. На сегодня описаны сотни различных аллелей HMW-GS. Идентификация разных аллелей по набору отдельных мутаций становится нерациональной и трудоемкой. Поэтому необходимо разрабатывать и внедрять новые высокопроизводительные методы для одновременного скрининга всех мутаций в полноразмерных генах HMW-GS.
В опубликованной работе впервые использован метод нанопорового секвенирования ампликонов полноразмерных генов для выявления генетических вариантов в генах и промоторах генов HMW-GS в 23 генотипах пшеницы. Полученные данные были сопоставлены с методом белкового электрофореза. Использование нанопорового секвенирования ампликонов позволило за один час секвенирования установить аллельное состояние всех шести генов HMW-GS во всех изученных генотипах пшеницы. В общей сложности за это время были секвенированы 138 полноразмерных последовательностей HMW-GS.
Используя полученные данные, были идентифицированы многочисленные однонуклеотидные полиморфизмы и делеции/инсерции как в белок-кодирующих, так и в промоторных регионах генов HMW-GS. Более того, нанопоровое секвенирование ампликонов позволило идентифицировать новый аллель (Glu-A1x1-T) гена Glu-1Ax, который не удалось распознать с помощью белкового электрофореза. Результаты показали, что нанопоровое секвенирование ампликонов — быстрый, мультиплексный и эффективный метод высокопроизводительного генотипирования полноразмерных генов в больших и сложных геномах. Это открывает новые возможности для оценки полиморфизма генов для выбора новых аллелей и создания уникальных комбинаций желаемых признаков у растений в процессе селекции.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.