1 Bevezetés
az Arabidopsis thaliana számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek nagyon vonzó modellrendszert jelentenek a növényi genomika számára. Ezek közül a legfontosabb, hogy nagyon kicsi nukleáris (sn) genomja van, az egyik legkisebb az orrszarvúk között. Hatvan évvel ezelőtt Sparrow és Miksche (1961) kimutatta, hogy a sugárzási érzékenység és a DNS-tartalom összefügg a növényekben, és hogy az Arabidopsis rendkívül ellenálló az ionizáló sugárzással szemben, ami nagyon kicsi genomra utal. Sparrow, Price and Underbrink (1972) azt mutatta, hogy A. thaliana volt a legkisebb nukleáris térfogat a vizsgált zárvatermők között. A későbbi tanulmányok, különféle módszerekkel, megerősítették ezt az eredményt (áttekintésért lásd Meyerowitz, 1994). Leutwiler, Hough-Evans and Meyerowitz (1984) azt is kimutatta, hogy az Arabidopsis nagyon kis mennyiségű ismétlődő DNS-t tartalmaz. A molekuláris biológia korai napjaiban az sn Genom lehetővé tette egy egész lambda bakteriofág Genom könyvtárának néhány lemezre történő lemezelését a hibridizáló szekvenciák szűrése érdekében (Leutwiler et al., 1984; Meyerowitz &Pruitt, 1985; Pruitt & Meyerowitz, 1986). Ez sokkal fáradságosabb és költségesebb volt más növényfajoknál, amelyek genomja 4-100 milliárddal nagyobb volt, és jelentős ismétlődő DNS-sel rendelkezett. Kisebb nukleáris genomokat fedeztek fel a húsevő növények három taxonjában, a Genlisea margaretae és a G. aurea 63 és 64 Mbp sebességgel, és az Utricularia gibba 88 Mbp-val (Greilhuber et al., 2006), de hiányzik belőlük a növényi modellrendszerekhez szükséges tulajdonságok többsége.
az Arabidopsisnak számos más előnye van más növényfajokkal szemben, mint botanikai modell. Az Arabidopsis nem csupán “tolerálja az életet a növekedési kamrában”(Brendel, Kurtz, & Walbot, 2002)—tökéletes laboratóriumi körülmények között történő növekedéshez. Sokféle körülmények között termeszthető, az edényektől a Petri-csészékig a kémcsövekig. Az Arabidopsis sok más növényfajhoz képest nagyon rövid generációs idővel rendelkezik, 6-8 hét. Öntermékeny, diploid kromoszómaszáma 10 (öt pár), és minden generációban nagy számú magot termel, megkönnyítve ezzel a genetikai szűréseket és az esetleges változatok elemzését. A mindössze 3000 M1 növények populációjából származó m2 magokat ésszerű valószínűséggel lehet szűrni egy érdekes recesszív mutáns megtalálására. Egy genetikai térképet jellemzett mutánsokkal laktak. Az Arabidopsis alkalmazható a legtöbb ismert szövettenyésztési technikára, és számos módszerrel átalakítható (Lloyd et al., 1986) beleértve a nem szöveti tenyésztési módszereket, amelyek praktikussá teszik a T-DNS beillesztési mutagenezis képernyők elvégzését (Bechtold & Pelletier, 1998; Clough & Bent, 1998; Feldmann & jelek, 1987). Sokféle szárazföldi faj létezik, számos különböző morfológiai és fiziológiai jellemzővel. A magoktól a cDNS—ekig számos biológiai erőforrás elérhető az Arabidopsis Biological Resource Center és az Európai Arabidopsis Stock Center (Nottingham Arabidopsis Seed Center-NASC) segítségével. Végül egy agronómiailag fontos növénycsoport, a káposzta vagy a mustár család tagja. Az Arabidopsis egyik jellemzője, amelyet nem lehet túlbecsülni, a kis genomméret, amint azt a Meyerowitz csoport 1984-es publikációi is bizonyítják. Ezek a publikációk felhívták erre a fajra a világ számos molekuláris biológusának figyelmét, és az Arabidopsis közösség mérete a következő 5 évben felrobbant.
az Arabidopsis Genom szekvenálására irányuló kezdeményezést 1989-ben javasolta a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) biológiai, viselkedési és Társadalomtudományi Igazgatósága (BBS), jelentős tudományos és ipari tudósok közreműködésével. Bár közvetlenül nem közölték, az ügynökség 100 millió dollárt akart költeni egy olyan genomprojekt kidolgozására, amely megegyezik a Nemzeti Egészségügyi Intézet humán genom projektjével. Az Egyesült Államok, Európa, Japán és Ausztrália tudósaival tartott megbeszélések és workshopok sorát, hogy megtervezzék a genom szekvenálásához szükséges erőforrások fejlesztésének keretét. Mivel az Arabidopsis volt az első növényi genom, és az egyik legkorábbi eukarióta, amelyet szekvenáltak, számos stratégiát kellett kidolgozni és hatékonyságot elérni. Szerencsére a worm and fly kutatóközösségekhez hasonlóan az Arabidopsis közösség is nagyon együttműködő volt. Az Arabidopsis genomkutatás koordinálásának tervét egy 1990-es kiadvány írta le ‘a multinacionális koordinált A. thaliana Genom kutatási projekt hosszú távú terve ‘(NSF 90-80). Tekintettel a szekvenálási technológia akkori állapotára, becslések szerint a genom 2000-re szekvenálható. Mint ilyen, az Arabidopsis kutatóközösség megkezdte a genom szekvenálásához szükséges biológiai erőforrások megállapítását. 1996-ban az Arabidopsis Genome Initiative (AGI) azért jött létre, hogy elősegítse a nemzetközi szekvenálási projektek közötti együttműködést, hogy a genom 2004-re szekvenálható legyen, kivéve a nehezen szekvenálható ismétlődő régiókat, mint például a nukleoláris szervező régiók (NORs) és a centromerek. A szekvenálási technológiák fejlesztésével és az Arabidopsis szekvenálási csoportok és az ipar közötti versennyel (1998 elején, Ceres, Inc., megállapodást írt alá a Genset SA-val Az Arabidopsis Genom szekvenálásáról), valamint a Drosophila-t és az embert szekvenáló csoportokkal, az AGI 2000-re (az Arabidopsis Genome Initiative, 2000) közzétette az Arabidopsis genomot, az eredeti céldátumot.