Новая карта ДНК фисташки поможет создать улучшенные сорта

Калифорния производит 99% фисташек в США, создавая почти $3 млрд экономической ценности для штата. Однако фисташки оставались недостаточно изученными, отчасти из-за отсутствия высококачественной карты их ДНК.

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе создали наиболее полную последовательность генома фисташки, что позволит селекционерам выводить лучшие — возможно, более питательные — сорта. Они также детально описали, как развивается фисташковый орех, что поможет фермерам более рационально управлять урожаем.

Результаты опубликованы в журнале New Phytologist.

Ученые секвенировали ДНК фисташки и ранее, но, по словам соавтора Дж. Грея Монро, доцента кафедры растениеводства, новая генетическая карта значительно более детальна и точна.

«Улучшение точности нового референсного генома — это как переход от нарисованной от руки карты местности к спутниковому снимку из Google Earth».

Монро и исследовательская группа секвенировали геном сорта Керман — наиболее распространенной в Калифорнии разновидности фисташки.

Изменение климата бросает вызов урожайности фисташки

Фисташковые деревья устойчивы к засухе и засолению, но для правильного цветения им требуются холодные зимы. Поскольку изменение климата приносит более теплые зимы, производителям нужны новые сорта фисташек, способные процветать при более высоких температурах. Теплые зимы в сочетании с исчезновением туманов, охлаждающих Центральную долину Калифорнии, уже нанесли значительные убытки производителям фисташек.

Учитывая, что выращивание фисташкового дерева требует обязательств на срок до 50 лет, исследователи отмечают, что калифорнийские производители закономерно обеспокоены влиянием изменения климата на свои культуры.

Развитие ореха

Исследование также определяет четыре ключевые стадии роста ореха от цветения до сбора урожая, предоставляя полную физиологическую оценку, включая отвердение скорлупы и рост ядра.

«Знание того, как орех меняется в процессе развития, поможет фермерам принимать более обоснованные решения, например, когда поливать деревья, что приведет к более устойчивому производству фисташек», — говорит соавтор Барбара Бланко-Улате, доцент кафедры растениеводства.

Более точная оценка развития также может помочь производителям разработать лучшие стратегии сбора урожая и избежать таких проблем, как повреждение насекомыми и грибковые инфекции.

Бланко-Улате подчеркивает важность детализации не только физических изменений фисташек, но и генетических и молекулярных механизмов, управляющих этими характеристиками. Геномная последовательность содержит беспрецедентную информацию о том, как различные гены ведут себя в орехах в течение вегетационного периода.

Питательный орех

Фисташки всегда были питательной пищей, но теперь исследователи обнаружили гены и пути, влияющие на их пищевую ценность. Это включает понимание того, как накапливаются белки и ненасыщенные жирные кислоты, что имеет решающее значение как для срока годности, так и для диетической пользы.

«Мы получаем информацию о том, как формируются все эти питательные характеристики в фисташках и как мы можем улучшить их с точки зрения управления».

Это понимание может помочь ученым в будущем выводить более питательные фисташки.