ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы, связанной с выяснением степени согласованности различных источников данных для познания эволюции органического мира.
Inference of phylogenetic relationships at the family/subfamily/tribe level with the use of nuclear markers (internal and external transcribed spacers of the nuclear ribosomal RNA genes are most often used) and plastid markers (usually trnH-psbA, trnL-trnF spacers, or rps16, rpl16, atpF introns, and some others) often gives conflicting results, and, as a rule, they are interpreted by researchers as a possible consequence of ancient hybridization. At the same time, important questions remain aside: the congruence of phylogeny reconstructions based on individual fragments of the plastid genome and on the complete genome sequences, the concordance of the plastome phylogenetic tree and the species tree, and the possible effect of the plastome sequences polymorphism (heteroplasmy) and incomplete lineage sorting. Research on these issues and related methodological approaches to the plastome phylogeny reconstruction will allow us to estimate whether the currently prevailing view on the plastid genome as a single locus is justified. It is planned sequencing of plastomes of 8 (or more, if need) species of Apiaceae family, phylogeny inference using both traditional methods (maximum likelihood, Bayesian inference) with subsequent phylogenetic network reconstruction and coalescent approach. It is planned to analyse separately and jointly: coding sequences; noncoding sequences; sequences from single copy areas and inverted repeats; combined according to the plastid operones. In the course of solving the stated problems, the database for plastome phylogenetics will be substantially expanded, new information on the plastomes sequence and structure variability will be obtained, it will be useful for clarification of the phylogenetic relationships of the main evolutionary lineages in the Apiaceae family.
Выявление особенностей эволюции отдельных участков ядерного генома и сравнение с преобразованиями пластидного генома и филогенией пластомов. Выявление и анализ согласованности/несогласованности филогенетического сигнала в частях пластидных геномов и их конгруэнтности с филогенетическими реконструкциями по ядерным маркерам.
Коллектив имеет обширный задел многолетних исследований и сотрудничества в области молекулярной филогенетики зонтичных и других групп высших растений, а также экспериментальных и теоретических исследований в области изучения закономерности эволюции, в том числе как отдельных участков хлоропластного и ядерного геномов, так и полных хлоропластных геномов.
проводилось получение основных экспериментальных данных для последующей обработки. Был подобран и подготовлен материал для выделения ДНК из 10 представителей зонтичных, произведено выделение ДНК с оценкой ее качества и полимерности, подготовлены геномные библиотеки и проведено высокопроизводительное секвенирование пластидных геномов. После очистки (триминга) массива чтений была проведена сборка контигов с последующим извлечением контигов, содержащих последовательности пластидных геномов. Из международной базы данных Genbank были получены 80 полных последовательностей пластидных геномов зонтичных и произведено их выравнивание. Полученное выравнивание служит основой для ориентировки и выстраивания контигов в последовательность генома, выявляются стыки контигов, их перекрытия и недостающие участки, к которым будут подбираться праймеры для амплификации и секвенирования. К выравниванию добавлены контиги шести новых геномов, построено предварительное филогенетическое дерево пластомов подсемейства.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 2 марта 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Изучение природы несогласованности филогенетического сигнала, выявляемого при анализе ядерных и пластидных нуклеотидных последовательностей |
Результаты этапа: На этом этапе проводилось получение основных экспериментальных данных для последующей обработки. Был подобран и подготовлен материал для выделения ДНК из 10 представителей зонтичных, произведено выделение ДНК с оценкой ее качества и полимерности, подготовлены геномные библиотеки и проведено высокопроизводительное секвенирование пластидных геномов. После очистки (триминга) массива чтений была проведена сборка контигов с последующим извлечением контигов, содержащих последовательности пластидных геномов. Из международной базы данных Genbank были получены 80 полных последовательностей пластидных геномов зонтичных и произведено их выравнивание. Полученное выравнивание служит основой для ориентировки и выстраивания контигов в последовательность генома, выявляются стыки контигов, их перекрытия и недостающие участки, к которым будут подбираться праймеры для амплификации и секвенирования. К выравниванию добавлены контиги шести новых геномов, построено предварительное филогенетическое дерево пластомов подсемейства. | ||
2 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Изучение природы несогласованности филогенетического сигнала, выявляемого при анализе ядерных и пластидных нуклеотидных последовательностей |
Результаты этапа: Были проведены обработка данных высокопроизводительного секвенирования и замыкание контигов методом ПЦР-секвенирования, анализ структуры геномов и динамики границ инвертированных повторов, а также множественное выравнивание пластомов и маркирование в нем кодирующих и некодирующих последовательностей, последовательностей из однокопийных областей и инвертированных повторов, а также группировка последовательностей в соответствии с организацией оперонов. | ||
3 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Изучение природы несогласованности филогенетического сигнала, выявляемого при анализе ядерных и пластидных нуклеотидных последовательностей |
Результаты этапа: За время реализации проекта нами определены последовательности 15 пластомов представителей ключевых для понимания систематики и эволюции линий в подсемействе Apioideae, реконструированы взаимоотношения между ними и другими представителями подсемейства. Полученные данные являются существенным вкладом в изучение эволюции одного из обширнейших семейств покрытосеменных растений. В изученных последовательностях пластидных геномов выявлены кладоспецифичные структурные особенности, расширяющие наши представления о процессах, формирующих пластомное разнообразие, которое (наряду с ядерной геномной изменчивостью) является основой для возможностей адаптации растений к изменяющимся условиям. Филогенетический анализ пластомов позволил с высокой надежностью реконструировать историю их становления в большинстве триб и крупных клад. Сравнение пластомных и ядерных филогенетических деревьев выявило ряд несоответствий, которые свидетельствуют об интенсивных гибридизационных процессах, имевших место в истории зонтичных, и это является основной причиной неконгруэнтности филогенетических реконструкций по ядерным и пластидным данным. В подавляющем большинстве случаев положение пластомов на дереве получили высокую поддержку бутстрепа или апостериорной вероятности. Наши исследования показали, что "разнобой" филогенетического сигнала при использовании отдельных спейсерных последовательностей объясняется большим уровнем неспецифического сигнала ("шума") и по крайней мере на уровне подсемейства не связан с такими явлениями, как межпластомная рекомбинация, поэтому коалесцентный анализ подобных данных не представляется разумным. Вместе с тем, нами выявлены сигналы межпластомной (предположительно межвидовой) рекомбинации, произошедшей у общего предка обширной группы видов из трибы Pimpinelleae и Cachrys-клады, что является первым известным случаем у покрытосеменных растений. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".