Новое понимание эволюции манго: исследование выявляет обширную гибридизацию в роде Mangifera

Исследовательская группа изучила полные геномы хлоропластов и последовательности ядерных генов 14 видов, обнаружив новые данные о генетическом разнообразии и гибридном происхождении видов манго. Они прояснили эволюционные отношения внутри рода Mangifera, выявив обширную межвидовую гибридизацию, что имеет значение для селекции и природоохранных усилий.

Mangifera indica, или манго, — наиболее широко культивируемый вид из рода Mangifera, который включает 69 видов семейства Anacardiaceae. Манго — важная мировая плодовая культура, крупнейшим производителем которой является Индия, за ней следуют Индонезия, Мексика, Китай и Пакистан. Хотя большинство видов Mangifera идентифицируют по морфологическим признакам, появляется всё больше свидетельств гибридного происхождения некоторых видов. Это открытие может изменить понимание эволюции манго и его генетического разнообразия.

Исследование, опубликованное в Tropical Plants 12 октября 2024 года, предоставляет более точную генетическую карту для селекционеров, позволяя выявлять и отбирать желаемые признаки. Это может привести к созданию новых сортов манго, лучше устойчивых к экологическим стрессам.

В работе использовали секвенирование Illumina для анализа геномов хлоропластов 19 образцов от 14 видов Mangifera. Было получено от 55 999 560 до 181 601 786 сырых ридов со средней длиной 150 п.н.

После обрезки по показателю качества Phred >20 объём данных для каждого образца превышал размер генома в 20 раз, что сделало их пригодными для сборки генома хлоропласта. Также были включены данные из NCBI для пяти видов.

С помощью пайплайна Get Organelle и программы Clone Manager Professional 9 геномы хлоропластов выравнивали по референсному геному Mangifera indica. Размеры геномов хлоропластов у разных видов варьировались от 151 752 до 158 965 п.н. и имели типичную квадрипартитную структуру, содержащую 115 генов (80 кодирующих белки, 31 тРНК, 4 рРНК).

Хотя размеры геномов различались, у некоторых видов, например у трёх культиваров M. indica и двух образцов M. laurina, геномы хлоропластов были идентичны.

У некоторых видов отмечены незначительные структурные различия. Например, два образца M. odorata имели разницу в 6 п.н. из-за делеций в некодирующих регионах.

Сравнительный анализ филогении ядерных генов показал кластеризацию в отдельные клады, что указывает на близкие эволюционные связи, особенно между дикими видами (M. lalijiwa и M. applanata) и одомашненным M. indica. Расхождения между деревьями, построенными на основе генов хлоропластов и ядерных генов, указывают на события гибридизации внутри рода.

Как отметил старший исследователь работы, доктор Роберт Дж. Генри: «Наше исследование предоставляет детальную генетическую основу для понимания того, как гибридизация сформировала род Mangifera. Доказательства потока генов между видами не только углубляют наши знания об эволюции манго, но и имеют практическое применение для селекционных программ, направленных на улучшение качества плодов и устойчивости к стрессам».

Это исследование представляет собой наиболее полный на сегодня генетический анализ видов Mangifera, проливающий свет на процессы гибридизации, сформировавшие эволюцию манго.

Углубляя понимание генетических связей между видами манго, эти результаты прокладывают путь к более эффективным стратегиям селекции и повышению устойчивости культуры, что обеспечит будущее этого популярного фрукта в условиях меняющегося климата.