Исследование генетики томатов проливает свет на эволюцию растений

В день 207-летия Чарльза Дарвина новое исследование эволюции разнообразной группы диких томатов проливает свет на важность генетической изменчивости у растений.

Работа, опубликованная в журнале PLoS Biology, использует полногеномное секвенирование для изучения механизмов, которые привели к генетическому расхождению у 13 видов диких томатов, имеющих недавнего общего предка.

Исследование возглавила Леони Мойл из Университета Индианы. Работа финансировалась грантом в $1.18 млн от Национального научного фонда (NSF).

Ключевые выводы:

• Биоразнообразие томатов — результат сложного набора генетических ресурсов, а не одного эволюционного или экологического фактора.
• Дикие виды томатов, обитающие в экстремальных условиях (пустыни, высокогорья), сильно различаются по признакам, но удивительно похожи на геномном уровне.
• Выявлены три основные генетические стратегии быстрой адаптации томатов к экологическим изменениям:
  1. Использование генов из общего предкового пула.
  2. Обмен генами между видами через интрогрессию (естественная гибридизация).
  3. Быстрое накопление новых генетических мутаций.

Примеры генетических изменений:

• У всех видов "красноплодной" группы (ближайших родственников культурного томата) обнаружены изменения в 10 ферментах пути синтеза красного пигмента в зрелых плодах.
• У четырех основных групп диких томатов ученые обнаружили от сотен до тысяч генов с уникальными изменениями в белковом коде для каждой экологически разнообразной подгруппы.

Практическое значение:

Исследование может помочь в создании более устойчивых сельскохозяйственных растений в условиях меняющегося климата. Точное отслеживание генетической истории позволит селекционерам выявлять в диких видах ценные признаки (устойчивость к вредителям, выносливость), утраченные в ходе исторической селекции, и возвращать их в коммерческие сорта с помощью скрещивания.