Ny viden om træers gener

Hvorfor ser aspetræets blade ud, som de gør – og hvorfor er de en smule forskellige fra træ til træ? Hvis man er nysgerrig efter at kende svaret på den slags spørgsmål, så er det træets genom – arvemateriale – man skal dykke ned i.

Ved sekventering af et genom opdeles DNA normalt i enorme mængder af små stumper. Stumpernes DNA-sekvens bestemmes, og derefter bruges avancerede computerprogrammer til at samle informationen, der til sidst ideelt set kan genskabe kromosomer i deres fulde længde.

Men hvad gør man så, når man har adgang til 20.000 genetiske markører, mens en analyse med blot tres markører kræver flere beregninger, end der er atomer i universet?

Man udvikler da sin egen software, som kan opdele beregningerne i små dele, der kan håndteres parallelt og derfor reducerer beregningstiden drastisk.

I hvert fald er det sådan, forsker Bastian Schiffthaler fra Umeå Plant Science Center har løst problemet. Hans “BatchMap” gør ham i stand til at producere et ekstremt nøjagtigt kort over genetiske markører for aspens kromosomer. Siden “BatchMap” blev oprettet, er teknologien også blevet brugt i andre genomprojekter, for eksempel af dem, der studerer gran og jordbær.

Træs arvemasse er kompleks

For træer, som ofte har meget komplekse genomer, er de fleste af de tilgængelige genomsekvenser ikke særlig sammenhængende. I sin afhandling har Bastian Schiffthaler arbejdet med at forbedre sekvenser og metoder med fokus på bævreasp.

Genomsekvensen for asp er allerede ret god sammenlignet med for eksempel gran, men den er stadig fragmenteret, hvilket gør det vanskeligt at udføre bestemte analyser, for eksempel undersøgelser af træers evolutionære historie.

“Vi brugte de nyeste metoder til genom-sekventering, der giver lange sekventeringssekvenser sammen med meget præcise korte sekvenser og var i stand til at sætte brikkerne sammen i længere segmenter, som derefter kunne forbindes til hele kromosomer”, fortæller Bastian Schiffthaler til forskning.se.

Schiffthaler brugte næsten 20.000 genetiske markører i sit projekt, og det genetiske kort er derfor et af de mest ambitiøse, der er oprettet for nogen organisme. Almindelige computerprogrammer kunne ikke håndtere den overvældende mængde information, så der var god grund til at udvikle et program som “BatchMap”.

Identifikation af gener, der styrer komplekse træk i organismer, er en stor udfordring.

Bastian Schiffthaler studerer for eksempel variationer i bladene hos bævreasp – et komplekst træk nedarvet fra det enkelte træs ”forældre”. Hans resultater viser, at bladformen styres af et komplekst netværk af mange forskellige gener, men hvor hvert gen ofte kun har en lille indflydelse på bladets endelige form.

Forhåbentlig kan “BatchMap” bruges til at gøre forskerne – og i næste række os andre – endnu klogere på planter og træer.

Læs Schiffthalers afhandling: Embracing the Data Flood – Integrating Diverse Data to Improve Phenotype Association Discovery in Forest Trees

Kilde: Forskning.se

Foto: Willow