Mit dem Fortschritt der Hochdurchsatz-Sequenzierung entstanden Methoden mit reduzierter Repräsentation wie Target-Capture-Sequencing (TCS) als kosteneffiziente Methoden zum Sammeln genomischer Informationen, insbesondere aus codierenden Regionen. Da erwartet wird, dass die Off-Target-Reads einer solchen Sequenzierung dem Genome Skimming (GS) ähneln, Costa et al. bewerteten die Qualität der Wiederholungscharakterisierung in Pflanzengenomen Verwendung dieser Daten.
Um zu prüfen, ob Off-Target-Reads auch zur Identifizierung und potenziellen Quantifizierung repetitiver DNA recycelt werden könnten, wählte das Team die Segge aus Rhynchospora Wie ein Model. Rhynchospora ist eine der größten Gattungen der Cyperaceae und umfasst etwa 350 Arten. Groß angelegte Wiederholungsanalysen, die alle Hauptkladen von abdecken Rhynchospora würde wertvolle Einblicke in die wiederholte Evolution dieser Gattung liefern.
Alle großen repetitiven DNA-Familien wurden in TCS identifiziert, einschließlich Wiederholungen, die in den GS-Daten so geringe Häufigkeiten wie 0.01 % aufwiesen. Rangkorrelationen zwischen GS- und TCS-Wiederholungshäufigkeiten waren mäßig hoch (r = 0.58–0.85), ansteigend nach dem Herausfiltern der Zielorte aus den rohen TCS-Reads (r = 0.66–0.92). Wiederholte Daten, die von TCS erhalten wurden, waren auch zuverlässig bei der Entwicklung einer zytogenetischen Sonde einer neuen Variante des holozentromeren Satelliten Tyba. Wiederholungsbasierte Phylogenien aus TCS-Daten waren kongruent mit denen, die aus GS-Daten und dem Gen-Alignment-Baum erhalten wurden.
Costaet al. konnten den größten Teil der Wiederholungsvielfalt von fünf finden Rhynchospora Spezies mit gefilterten und ungefilterten TCS-Reads. Abhängig von der verwendeten Filterstrategie wird die Rhynchospora Die hier verwendeten Daten zeigten eine geringe Häufigkeit von On-Target-Reads, was darauf hindeutet, dass ein beträchtlicher Anteil von Off-Target-Reads für eine wiederholte Analyse geeignet ist.
In ein Kommentar zum Artikel, Heitkam und Garcia stellen fest: „[D]ie Wiederholungen, die in den Target-Capture-Datensätzen identifiziert wurden, waren effektiv für die Entwicklung von fluoreszierend in situ Hybridisierung (FISH)-Sonden, was darauf hinweist, dass die entsprechenden Sequenzen für die einzelnen Repeat-Familien repräsentativ waren. Dies impliziert, dass die Umnutzung verfügbarer Target-Capture-Sequenzen eine wirtschaftliche Alternative sein kann, um eine Zytogenomik im großen Maßstab zu ermöglichen, insbesondere angesichts der Kosten des Genom-Skimmings für eine große Anzahl von Arten.“
„Die Identifizierung geeigneter zytogenetischer Marker für FISH, wie hier vorgeschlagen, ist besonders vielversprechend und könnte größere, vergleichende zytogenetische Studien zu geringeren Kosten ermöglichen, die phylogenomische Ansätze ergänzen könnten. Diese kombinierte Zytogenomik- und Phylogenomik-Strategie wird sicherlich neue Fragen zum chromosomalen Beitrag zur Speziation und Diversifizierung aufwerfen.“
FORSCHUNGSARTIKEL
Costa, L., Marques, A., Buddenhagen, C., Thomas, WW, Hüttel, B., Schubert, V., Dodsworth, S., Houben, A., Souza, G., Pedrosa-Harand, A. , 2021. Aiming off the target: recycling von Target Capture Sequencing Reads zur Untersuchung repetitiver DNA. Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab063
