Генетическое путешествие восточноазиатских каштанов: от древности к адаптации

Исследование прослеживает эволюционную историю и локальные климатические адаптации деревьев рода Castanea. Работа выявляет генетические маркеры и молекулярные механизмы, позволившие этим орехоплодным деревьям адаптироваться и процветать в Восточной Азии, что даёт ценные данные для их будущего в условиях экологических вызовов.

Каштаны — важные орехоплодные деревья, играющие значительную роль в экосистемах и культуре человека тысячи лет. Однако понимание их генетических взаимосвязей и адаптации к разным климатам оставалось сложной задачей из-за недостатка полногеномных данных.

В исследовании, опубликованном в Horticulture Research, команда из Пекинского университета сельского хозяйства и Ляонинского научно-исследовательского института лесного хозяйства изучила эволюционную историю и локальную адаптацию видов каштана в Восточной Азии. Учёные использовали геномные данные 394 образцов каштана, чтобы раскрыть, как виды дивергировали и адаптировались к разным климатам за миллионы лет.

Ключевые результаты:

• Проанализированы геномы четырёх восточноазиатских видов. Установлено, что Castanea henryi — самый древний вид рода, отделившийся около 31.56 миллиона лет назад, за ним следует Castanea mollissima.
• Выявлено 22 кандидатных гена, связанных с адаптацией к температуре и количеству осадков.
• Взаимодействие генов CmTOE1, CmZFP8 и CmGIS3 способствует образованию нежелезистых трихом — ключевой адаптации для выживания в холодных высокогорных условиях.
• Обнаружено значительное расширение семейства генов CER1 у китайского каштана (C. mollissima), играющего vital role в устойчивости к засухе за счёт регуляции толщины воскового слоя листьев.

Эти открытия углубляют понимание генетической основы экологической приспособленности каштанов и предоставляют ценные генетические ресурсы для селекционных программ, направленных на повышение устойчивости к изменению климата.

Профессор Лин Цинь заявил: "Наше исследование раскрывает ключевые генетические адаптации восточноазиатских каштанов, прокладывая путь для будущей работы по повышению их устойчивости к экологическим вызовам".

Выявленные гены могут быть использованы для улучшения засухоустойчивости, морозостойкости и общей адаптивности сортов, что поддержит устойчивое выращивание и сохранение вида. Исследование также открывает путь для изучения эволюции и адаптации других орехоплодных видов.