PMAT:Pesquisadores desenvolvem uma nova ferramenta para montagem eficiente de genomas mitocondriais de plantas
Crédito:Pesquisa em Horticultura (2024). DOI:10.1093/hr/uhae023 Os genomas mitocondriais das plantas (mitogenomas) são cruciais para a compreensão das interações nucleocitoplasmáticas, da evolução das plantas e da criação de linhas estéreis masculinas citoplasmáticas. No entanto, a sua montagem completa é um desafio devido a frequentes eventos de recombinação e transferências horizontais de genes.
Os métodos tradicionais que usam dados de sequenciamento Illumina, PacBio e Nanopore geralmente resultam em uma montagem deficiente, baixa precisão de sequenciamento e altos custos, limitando sua aplicabilidade. Com base nesses desafios, há necessidade de um método de montagem mais eficiente e preciso para conduzir pesquisas aprofundadas sobre mitogenomas vegetais.
Pesquisadores da Universidade Florestal de Nanjing, em colaboração com a Academia de Ciências Agrícolas e Florestais de Pequim e a Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, desenvolveram um kit de ferramentas de montagem eficiente (PMAT) para montagem de novo de mitogenomas de plantas usando dados de sequenciamento HiFi de baixa cobertura.
O estudo foi publicado na revista Horticulture Research em 26 de janeiro de 2024, apresentando um salto significativo na pesquisa genômica.
O PMAT aborda as limitações dos métodos tradicionais de montagem do genoma mitocondrial, utilizando dados de sequenciamento HiFi de leitura longa e altamente precisos. Isto permite a abrangência da maioria das repetições e a geração de sequências completas e precisas do genoma mitocondrial.
O kit de ferramentas inclui dois modos:“autoMito” e “graphBuild”. O modo "autoMito" fornece um processo de montagem em uma etapa, enquanto o modo "graphBuild" permite a seleção manual de sementes apropriadas para montagem, garantindo flexibilidade e controle do usuário.
Os pesquisadores reuniram com sucesso os mitogenomas de 13 espécies de plantas, incluindo eudicotiledôneas, monocotiledôneas e gimnospermas. Por exemplo, o genoma mitocondrial de Arabidopsis thaliana foi remontado em um único cromossomo circular típico com um comprimento de 367.810 pares de bases, mostrando apenas pequenas diferenças em relação ao genoma de referência publicado.
Além disso, o PMAT exigia dados mínimos de sequenciamento para obter montagens completas, tornando-o uma solução econômica para estudos genômicos em larga escala.
Zhiqiang Wu, um dos principais pesquisadores, comentou:"O PMAT representa um avanço significativo no campo da genômica vegetal. Ao superar os desafios dos métodos tradicionais de montagem, o PMAT fornece uma visão abrangente e precisa dos mitogenomas das plantas, facilitando insights mais profundos sobre evolução e melhoramento das plantas."
O desenvolvimento do PMAT impacta significativamente a pesquisa e o melhoramento genômico de plantas. Ao oferecer um método confiável para a montagem de mitogenomas de plantas, o PMAT acelera os estudos sobre a variação do genoma e seus efeitos nas características das plantas. Isso aumenta os esforços de melhoramento para melhorar a resiliência, o rendimento e a qualidade das culturas.
Além disso, a captura de múltiplas conformações mitocondriais abre novos caminhos de pesquisa sobre a dinâmica evolutiva dos genomas das plantas.
