Расшифрована генетическая история томата

Ученые секвенировали геномы 360 разновидностей томата, спустя два года после расшифровки генома одного сорта. Проанализировав взаимосвязи между этими геномами, Саньвэнь Хуан из Института овощеводства и цветоводства Китайской академии сельскохозяйственных наук и его коллеги реконструировали генетическую историю томата — от его происхождения как дикого растения размером с горошину в Андах Южной Америки до множества современных сортов по всему миру. Исследование опубликовано в Nature.

Томат — ведущая овощная культура в мире. В 2012 году мировой урожай составил более 162 миллионов тонн томатов стоимостью свыше 55 миллиардов долларов. Понимание того, как генетический профиль томата влияет на его вкус, размер и устойчивость, может повысить удовлетворенность потребителей и прибыльность отрасли.

В том же году Хуан входил в команду, секвенировавшую геном сорта томата Heinz 1706, который используется для переработки (например, в кетчуп). Для улучшения селекционных процессов необходимо понимать генетические профили множества современных сортов томата и взаимосвязи между ними.

Ученые хотели узнать, как геном томата менялся с момента его одомашнивания, последующего распространения по миру и селекции в коммерческих целях. Они секвенировали геномы 333 разновидностей красного томата, 10 диких видов и 17 современных коммерческих гибридов.

Ключевые открытия:

• Увеличение размера томата с момента одомашнивания происходило в два этапа. Сначала селекция на размер привела к появлению черри-томатов. Крупноплодные томаты появились позже.
• Обнаружены генетические различия между промышленными томатами (для переработки) и крупноплодными томатами (для свежего потребления). Промышленные томаты более выносливы, имеют более высокое содержание растворимых сухих веществ и ликопина.
• Генетическая подпись промышленного томата, ответственная за его фенотип, расположена на хромосоме 5.
• Ген, делающий некоторые томаты розовыми (популярные в Китае и Японии), расположен на хромосоме 1.

Несмотря на широкое фенотипическое разнообразие современных томатов, ученые обнаружили очень малую генетическую вариацию среди них. Человеческий отбор зафиксировал большую часть генома томата.