Soluciones genómicas para una planta de Taonga: un genoma rewarewa de entrada calidad

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[Illustration credit: “Seven Sisters, Knightia excelsa” Jennifer Duval-Smith ]

Por David Chagné., Codirector del proyecto Genomas de alta calidad de Plant & Food Research
La finalización del rewarewa nativo (Knightia excelsa) la secuencia del genoma del árbol muestra que Nueva Zelanda ahora está ocupada creando genomas de sus especies nativas.

Estas son especies que son importantes para nosotros y tienen un significado taonga.

Árbol de Rewarewa. Crédito: Alex Fergus

La finalización de la secuenciación del genoma rewarewa por parte de nuestro equipo de científicos Manaaki Whenua – Landcare Research, Plant & Food Research y la Universidad de Otago es un excelente ejemplo de la secuencia ahora disponible para su uso en beneficio de Nueva Zelanda.

La investigación financiada por Genomics Aotearoa, dirigida por la investigadora postdoctoral de Genomics Aotearoa Ann McCartney, ha desarrollado un gran conjunto de técnicas de evaluación comparativa de soluciones genómicas que son invaluables y útiles para la comunidad de investigación genómica internacional y de Nueva Zelanda.

Básicamente, hacer esta investigación utilizando un genoma de alta calidad como el que produjimos para rewarewa significa que podemos obtener una comprensión más profunda de qué genes contribuyen a la adaptación de esta especie a una variedad de condiciones climáticas.

Ahora estamos utilizando el genoma de rewarewa para comprender mejor la biología y la diversidad de esta especie de árbol para continuar el crecimiento de la industria de la miel de Aotearoa en Nueva Zelanda.

Además de la importancia comercial para nuestros productores de miel, la creación de un genoma de alta calidad para esta especie de Taonga tiene una importancia cultural específica para los maoríes. Este árbol tenía múltiples usos tradicionales para los maoríes, incluidos medicinales, espirituales y para la construcción.

Sobre Rewarewa

Rewarewa, también conocida como madreselva de Nueva Zelanda, es exclusiva de Nueva Zelanda.

Fiore Rewarewa: Crédito Alex Fergus

Endémica de Aotearoa Nueva Zelanda, se encuentra principalmente en la Isla Norte y la parte superior de la Isla Sur y es común en hábitats costeros, de tierras bajas y de montañas bajas.

Las abejas también se sienten atraídas por el rewarewa y producen una miel deliciosa que se describe como “oscura, maltosa y compleja con un final dulce”.

Este árbol tenía múltiples usos tradicionales para los maoríes, incluidos medicinales, espirituales y para la construcción. Los maoríes no solo recolectaron y comieron el néctar del rewarewa, sino que también recolectaron las flores a fines de la primavera y las introdujeron en una maceta de calabaza, usando la corteza interior para vendar una herida para detener el sangrado y acelerar su curación. La madera se utilizó para los postes del río y las empalizadas.

La tradición maorí sugiere que la forma curva característica de las vainas inspiró la forma del waka.

A los colonos europeos les gustaba la madera moteada de rojo y la usaban con fines decorativos en trabajos de incrustaciones y marquetería, así como en tranvías, zapatas de freno y listones de cercas. Sin embargo, el rewarewa era inútil como leña, siendo conocido como el árbol “Water Bucket”.

En la investigación

Desarrollar un genoma de alta calidad es un desafío.

Se recolectaron muestras de hojas de un árbol ubicado en Northland, trabajando con Te Rarawa Anga Mua y Komiti Kaitiaki para Warawara Ngahere.

Follaje de Rewarewa. Crédito: Alex Fergus

La extracción de ADN fue luego realizada por Elena Hilario (Investigación de Plantas y Alimentos), quien indicó que era la especie más desafiante con la que se enfrentó para la extracción de ADN de alta calidad. Los métodos de laboratorio húmedo de Elena están disponibles para la comunidad de Aotearoa Genomics y sus habilidades se utilizan para aves, insectos, plantas, algas y microbios.

Esta investigación permitió a la investigadora postdoctoral de Genomics Aotearoa, la Dra.Ann McCartney, y al equipo del proyecto High Quality Genome, estudiar estrategias de ensamblaje del genoma utilizando rewarewa como modelo.

Se obtuvieron múltiples tipos de datos; Las lecturas de extremo emparejado de Illumina, las lecturas largas de Oxford Nanopore Technologies y la conformación de cromatina adquieren datos de Hi-C. Se evaluó el software para montaje de contig, pulido y corrección de errores y andamios Hi-C y métricas de calidad medidas en cada etapa.

Estas herramientas se implementaron sistemáticamente y la precisión de cada ensamblaje se evaluó cuantitativamente para identificar el ensamblaje óptimo del genoma rewarewa que podría generarse a partir de nuestros datos.

El trabajo de Ann es realmente impresionante. Él generó no menos de 160 ensamblajes genómicos, usando muchos programas y parámetros para lograr el mejor genoma rewarewa posible.

Pero sobre todo su experiencia al hacerlo es muy útil para todos los demás miembros del proyecto.

Nuestro trabajo fue posible gracias al acceso de Genomics Aotearoa a las instalaciones informáticas vitales de alto rendimiento en NeSI.

https://www.genomics-aotearoa.org.nz/

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