Das Genom der wilden Tomate wird domestizierten Cousins ​​zugute kommen

Ein Forscherteam hat ein Referenzgenom für Solanum lycopersicoides, einen wilden Verwandten der Kulturtomate, zusammengestellt und webbasierte Tools entwickelt, um Pflanzenforschern und Züchtern zu helfen, die Ernte zu verbessern.

Solanum lycopersicoides (S. lycopersicoides) enthält ein Gen, das die Pflanze gegen einen bestimmten Stamm der bakteriellen Fleckenkrankheit resistent macht. Das Gen könnte in Kulturtomaten eingeschleust werden, um sie vor dem Erreger zu schützen.

Diese Entdeckung veranlasste Forscher des Boyce Thompson Institute, das Genom der Pflanze zu sequenzieren und Online-Ressourcen zu erstellen, um die Entdeckung weiterer Gene zu erleichtern, die Tomaten verbessern könnten.

„Es gab nicht einmal wirklich eine Diskussion darüber, ob Solanum lycopersicoides sequenziert werden sollte, es war einfach offensichtlich, es zu tun“, sagte Susan Strickler, Direktorin des BTI Computational Biology Center (BCBC). Strickler ist Co-korrespondierender Autor der Arbeit, die das Genom von S. lycopersicoides beschreibt, die in veröffentlicht wurde Das Pflanzenjournal am 18. Mai.

Wilde Verwandte von Nutzpflanzen werden für Pflanzenforscher und Züchter immer wertvoller. Während des Domestizierungsprozesses verlieren Nutzpflanzen in der Regel viele Gene, aber wilde Verwandte behalten oft Gene, die nützlich sein könnten – wie etwa Gene, die Resistenz gegen Dürre und Krankheiten verleihen.

In ihrer Studie demonstrierten die Forscher den Wert des neuen Genoms, indem sie mehrere Kandidatengene im Zusammenhang mit Verbindungen – Phenolen und Carotinoiden – fanden, die zur Farbe, zum Geschmack und zur Ernährung der Art beitragen, sowie andere Gene, die mit der Krankheitsresistenz in Verbindung gebracht werden.

Vielleicht noch wichtiger ist, dass ein größeres Ziel des Projekts darin bestand, das Referenzgenom von S. lycopersicoides so allgemein zugänglich und nützlich für die wissenschaftliche Gemeinschaft wie möglich zu machen.

„Diese Art von Daten werden als allgemeine Anforderung zum National Center for Biotechnology Information Repository hinzugefügt, und das ist wichtig, aber nicht jeder ist ein Bioinformatiker oder hat Zugang zu Bioinformatik-Ressourcen, um die Daten zu analysieren“, sagte Adrian Powell, stellvertretender Direktor von BCBC und ein Erstautor auf dem Papier.

„Um den Zugang und die Erforschung des Genoms zu erleichtern, haben wir webbasierte Tools und Komponenten entwickelt, die Forscher außerhalb unseres Projektteams verwenden und ergänzen können“, sagte er.

Ein Werkzeug ist ein S. lycopersicoides-Genom-Browser, der auf der Website des Sol Genomics Network verfügbar ist, die als Gemeinschaftsressource und Aufbewahrungsort für Tomaten und andere Arten der Nachtschattengewächse dient. Powell sagte, dass der Browser frühe explorative Studien der wilden Tomatenarten sowie fortgeschrittenere Studien unterstützen kann.

Ein weiteres Werkzeug ist ein S. lycopersicoides-Expressionsatlas, der es Benutzern ermöglicht, RNA-Sequenzierungsdaten zu analysieren und zu visualisieren, welche Gene in verschiedenen Pflanzengeweben und unter verschiedenen Bedingungen exprimiert werden. „Der Atlas basiert auf einem Code, der zuerst für die Kulturtomate entwickelt wurde, aber jetzt haben wir eine Version für die Wildart“, sagte Powell.

Diese Werkzeuge, kombiniert mit dem neuen Referenzgenom, werden den Forschern helfen, Hybriden der Wildtomate und der Kulturtomate leichter als zuvor zu analysieren, und sie werden auch Forschern helfen, die die Wildart um ihrer selbst willen untersuchen, sagte er.

Beispielsweise könnte das Referenzgenom genomweite Assoziationsstudien (GWAS) an mehreren S. lycopersicoides-Akzessionen erleichtern, um die genetische Vielfalt der Art zu bewerten und Kandidatengene für die Merkmale zu identifizieren, die Züchter möglicherweise in Kulturtomaten einführen möchten, wie z. B. Dürretoleranz , sagte Powell.