Pursuit for EST microsatellites in a tetraploid model from de novo transcriptome sequencing

Abstract

© 2018 Serbian Genetics Society. U modernoj naučnoj literaturi postoji svega nekoliko naučnih publikacija koje se bave razvijanjem mikrosatelitskih markera na osnovu transkriptoma ili genoma tetraploidnih vrsta. Dobijanje mikrosatelitskih markera obično predstavlja poseban računarski izazov usled komplikovane i obimne kombinatorike tokom slaganja (eng.: assembly) sekvenciranog materijala u kontige (duže nizove); izazov koji se još dodatno uvecava kada su u pitanju poliploidne vrste. U okviru ovog istraživanja predstavljen je inovativan bioinformatički pristup pronalaženju polimorfnih mikrosatelitskih lokusa u okviru transkriptoma tetraploidne vrste za koju ne postoji referentni genom. Osobenost primenjenog pristupa se ogleda u kreiranju kratkih kontiga, dužine od 170 do 200 baznih parova, na osnovu takode kratkih (114 bp) uparenih sekvenci (tzv. "ridova"; eng.: read) de novo sekvenciranog transkriptoma vrste Centaurium erythraea. Visoka tacnost uparivanja kratkih sekvenci je postignuta minimalnim preklapanjem od 14 baznih parova. Bioinformaticki pristup obradi podataka je podeljen u šest faza za koje su upotrebljeni isključivo besplatni softveri otvorenog koda koji su, takode, omogucavali i celokupnu obradu podataka na prosecnom personalnom racunaru. Kao krajnji rezultat primenjenog pristupa dobijen je set od 13 150 kratkih kontiga koje sadrže mikrosatelitske ponovke od kojih je, po principu slucajnosti, odabrano 16 neredundantnih koje su poslužile za konstrukciju prajmera i potvrdu samog pristupa. Za 9 od 16 konstruisanih lokusa pokazana je polimorfnost i/ili transferabilnost u okviru osam razlicitih taksona roda Centaurium. Ukupno su zabeležena 54 različita alela, dok je broj alela po lokusu varirao u rasponu od 2 do 14. Najveći broj alela je zabeležen kod jedinki C. erythraea, C. littorale i kod hibridogenog taksona C. pannonicum. Dobijeni EST-SSR markeri se mogu iskoristiti u populaciono-genetičkim istraživanjima prirodnih populacija roda Centaurium te tako pružiti i dragocene informacije konzervacionim i evolucionim biolozima. Primenjena metodologija je obezbedila veoma veliku bazu podatak de novo asemblovanih i odabranih kontiga koja može biti osnova za konstruisanje još velikog broja EST-SSR markera za primenu u obimnijim populaciono-genetickim istraživanjima tetraploidnih taksona u okviru roda Centaurium.