Расшифровка генома унаби проливает свет на одомашнивание плодового дерева
Высококачественная последовательность генома сушёного унаби (китайского финика), а также геномы деревьев из разных регионов, позволили прояснить историю одомашнивания этого древнего плодового дерева, которое культивируется человеком более 7000 лет.
Исследователи из Boyce Thompson Institute (BTI) совместно с группой под руководством Синганга Ли из Northwest A&F University (Янлин, Китай) секвенировали геном сушёного унаби. Исследование, опубликованное в PLOS Genetics, выявило геномную область, ответственную за содержание сахара и кислоты в плодах — ключевой фактор одомашнивания. Также были идентифицированы гены, связанные с текстурой плода и совместимостью при скрещивании. Селекционеры, занимающиеся медленным процессом создания улучшенных сортов, могут использовать эти данные для принятия решений.
Унаби — популярный сухофрукт в Китае, других частях Азии и Карибского бассейна. Только в Китае ежегодно производят более четырёх миллионов тонн унаби, причём 80% от общего объёма приходится на сушёные плоды. Сорта для свежего потребления имеют более хрустящую текстуру, а сушёные — более грубую мякоть.
Учёные собрали геном сушёного унаби и сравнили его с последовательностями 31 дикого и культурного дерева. Сравнение с геномом свежего унаби (секвенированным другой группой в 2014 году) выявило различия в генах, связанных со структурой клетки.
«Многие гены, участвующие в метаболизме клеточной стенки, изменились между двумя видами, — сказал доцент BTI Чжанцзюнь Фэй. — Между сушёным и свежим структура клеточной стенки была совершенно разной».
Также были идентифицированы области генома, отвечающие за более высокое содержание сахара и сниженный уровень кислот во всех культурных сортах. Эти «селективные подвижки» лежат в основе более сладких и менее кислых плодов, которые единообразно отбирались человеком в процессе одомашнивания.
Геном может служить основой для селекционеров, желающих улучшить плоды или деревья унаби и ввести новые признаки в культивары.
«Селекция и одомашнивание деревьев намного сложнее, чем овощей, потому что это долгий процесс, — отметил Фэй. — Одно поколение от семени до плода иногда занимает несколько лет».
Другая проблема — совместимость. Не все сорта могут успешно скрещиваться. Чтобы помочь с этим, исследователи определили область генома, участвующую в самосовместимости, — S-локус. Они изучили последовательности в этом регионе у разных линий унаби, чтобы предоставить рекомендации по выбору родительских пар для скрещивания — первого шага в традиционной селекции.
Результаты исследования также могут быть полезны для селекции других плодовых культур, например, яблок, где селекционные циклы длинны, а достижение правильного баланса сахара, кислоты и текстуры плода жизненно важно для создания вкусного и коммерчески успешного фрукта.