L'annotation améliorée comprend des profils d'expression détaillés des miARN, bénéficiant aux études fonctionnelles des gènes de la patate douce et faisant progresser les analyses génomiques dans la famille des Convolvulaceae, fournissant ainsi une ressource essentielle pour les futures recherches agricoles et génétiques.

La patate douce (Ipomoea batatas) est une culture vitale dans les pays en développement, fournissant des nutriments essentiels et luttant contre la carence en vitamine A en Afrique en tant qu'espèce hexaploïde. La première séquence génomique, le cultivar Taizhong 6, a utilisé le séquençage Illumina, amélioré plus tard par des technologies de séquençage de troisième génération, conduisant à un assemblage génomique de haute qualité à l'échelle des chromosomes. Cependant, des défis demeurent pour obtenir des annotations précises du génome en raison des limites du séquençage à lecture courte.

Récemment, les progrès dans le séquençage à lecture longue, comme les technologies Oxford Nanopore, ont facilité des annotations plus précises et permis de mieux comprendre la structure des gènes et l'épissage alternatif.

Une étude publiée dans Tropical Plants le 21 mars 2024, s'appuie sur ces progrès en utilisant un pipeline d'annotation affiné qui intègre à la fois des ensembles de données complets et étendus de séquençage d'ARN Nanopore, améliorant ainsi l'annotation actuelle du génome de la patate douce.

Dans cette étude, les chercheurs ont amélioré l'annotation du génome d'I. batata vers la version 1.0.a2, en utilisant une approche globale intégrant les transcriptomes complets de Nanopore et les données de séquençage d'ARN d'Illumina à divers stades de développement et tissus de la patate douce.

Leur méthode utilisait BRAKER pour les prédictions génétiques initiales, enrichies de diverses indications génomiques, suivies d'une génération de modèles consensuels via EVidenceModeler (EVM). Notamment, l'annotation mise à jour contient désormais 42 751 gènes codant pour des protéines, améliorant le modèle avec des UTR 3' et 5' et augmentant le nombre moyen d'exons par gène.

De manière significative, cette révision a ajouté ou modifié 31 771 modèles de gènes, incorporant 8 736 isoformes d’épissage alternatives, et a introduit une nouvelle nomenclature des gènes pour une référence plus claire. Cette annotation plus détaillée facilite des études génomiques précises et prend en charge la génomique fonctionnelle avancée de la patate douce.

De plus, l’intégration des données sur les miARN et leurs cibles offre de nouvelles informations sur la régulation des gènes, en particulier au cours des différents stades de développement des racines de stockage, améliorant ainsi notre compréhension de la biologie de la patate douce et facilitant les efforts de sélection ciblés. Les prédictions complètes de la fonction des gènes ont été exécutées à l'aide d'InterProScan et du mappeur eggNOG, fournissant une annotation plus riche, cruciale pour les programmes de recherche et de sélection en cours axés sur l'amélioration des cultivars de patate douce pour l'agriculture mondiale.

Selon le chercheur principal de l'étude, le professeur Guopeng Zhu, "Notre étude contribue à une mise à jour de l'annotation du génome de la patate douce, ce qui facilitera considérablement les études fonctionnelles des gènes de la patate douce et favorisera les analyses génomiques dans la famille des Convolvulaceae."

Dans l'ensemble, ce cadre génomique amélioré facilite une génomique fonctionnelle plus approfondie de la patate douce et prend en charge les programmes de sélection avancés en intégrant des données détaillées sur les miARN et des prédictions de la fonction des gènes pour améliorer les caractéristiques des cultivars.