Генетический ответ многолетних культур на одомашнивание отличается от однолетних
Исследователи сравнили, как многолетние (долгоживущие) и однолетние культуры реагируют на одомашнивание человеком. Доктор Эллисон Миллер и доктор Бриана Гросс опубликовали обзор в American Journal of Botany.
Ключевые отличия многолетних культур
- Длительная ювенильная фаза: Фермерам приходится ждать годы, чтобы оценить плоды, в отличие от однолетних растений.
- Клональное размножение: Чтобы обойти это препятствие, особи с желаемыми признаками размножают вегетативно (клонируют).
- Ауткроссинг: Многолетние деревья часто являются облигатными ауткроссерами, требующими перекрестного опыления.
Генетические последствия
- Высокое сохранение изменчивости: Многолетние плодовые культуры сохраняют в среднем 95% нейтральной генетической изменчивости своих диких предков. Для сравнения, однолетние культуры сохраняют около 60%.
- Меньше половых циклов: Долгий жизненный цикл и клональное размножение означают, что с момента одомашнивания прошло меньше половых поколений.
- Широкое "бутылочное горлышко": Многие древесные культуры происходят из нескольких географических районов, а клональное размножение поддерживает высокую гетерозиготность, что приводит к более широкому генетическому основанию по сравнению с однолетниками.
Эволюция репродуктивной биологии
Одомашнивание вызывает значительные изменения:
- У многих многолетних культур в культуре снижена фертильность.
- Возникают барьеры ограничения партнеров при посадке одного или нескольких клонов.
- Растения вырабатывают альтернативные стратегии (например, у винограда появились обоеполые цветки и самосовместимость).
Значение для будущего
- Многолетние культуры могут иметь меньшее воздействие на окружающую среду и более высокую генетическую изменчивость в популяциях.
- Понимание этих эволюционных процессов критически важно для селекции растений и сохранения генетических ресурсов.
- Требуются исследования геномных основ адаптации многолетников к климату, особенно в условиях изменения климата.