Высокопроизводительное секвенирование ДНК древней древесины

Реконструкция процессов колонизации и демографической динамики, сформировавших современные леса, необходима для прогнозирования их реакции на изменения окружающей среды. Классические подходы к картированию пространственно-временных изменений популяций деревьев в значительной степени основаны на закономерностях распространения пыльцы; лишь в ограниченном числе исследований используются молекулы ДНК, сохранившиеся в археологических и субфоссильных древесных остатках. В настоящей работе такие исследования развиваются посредством впервые применённого к археологическому и субфоссильному древесному материалу высокопроизводительного секвенирования ДНК (HTS) с использованием репрезентативной выборки из 167 обводнённых остатков дуба белого европейского происхождения, охватывающей широкий временной диапазон (550–9 800 лет) и обширную географическую область Европы. Успешная характеристика эндогенной ДНК и экзогенной микробной ДНК у 140 образцов (~83%) позволила выявить условия окружающей среды, благоприятствующие длительному сохранению ДНК в древесных остатках, и получить первые представления о процессе деградации ДНК в древесном материале. Кроме того, матерински наследуемые хлоропластные гаплотипы 21 образца, относящегося к трём периодам антропогенного использования лесов — неолиту, бронзовому веку и Средневековью, — соответствовали гаплотипам современных популяций, произрастающих в тех же географических районах. Полученные результаты открывают путь для дальнейших исследований, направленных на использование древней ДНК, сохранившейся в древесине, для реконструкции микроэволюционного ответа деревьев на изменение климата и антропогенное управление лесами.