Расшифрован высококачественный геном яблока для ускорения селекции

Международная команда ученых, включая исследователей из Вагенингенского университета (Нидерланды), опубликовала в Nature Genetics высококачественную последовательность генома яблока. Эта работа позволит ускорить и сделать более целенаправленной селекцию новых сортов с повышенной устойчивостью к болезням, улучшенными хозяйственными признаками и качеством плодов. Это способствует более устойчивому производству яблок как с экологической, так и с экономической точки зрения.

Консорциум научных учреждений из Франции, Италии, Германии, Нидерландов и ЮАР собрал геном. Его высокое качество (выявлено более 42 тысяч предполагаемых генов) стало результатом использования новейших технологий секвенирования, дающих длинные последовательности ДНК, особого сорта яблони и самой информативной на сегодня генетической карты сцепления.

Геномная последовательность дает новое понимание организации генома яблока. Уже 93% из 42 000 предполагаемых генов валидированы с помощью RNA sequencing. Эти знания полезны для идентификации генов, контролирующих целевые признаки, и для разработки ДНК-диагностических тестов, ускоряющих селекцию.

Ключом к успеху стало использование так называемого дигаплоидного сорта. Яблоня — перекрестноопыляемый вид с гетерозиготным геномом. Кроме того, ее происхождение связано с гибридизацией двух разных видов и последующей дупликацией всего генома. В результате у обычного сорта может быть до четырех вариантов каждой последовательности ДНК. Использованный дигаплоидный сорт особенный — у него только до двух вариантов каждой последовательности, что радикально снизило сложность сборки генома.

Новые данные включают:

• Четкую картину дупликаций среди 17 хромосом яблока, что облегчает поиск копий генов со сходной функцией.
• Сборку «повторяющихся регионов», которые могут быть вовлечены в регуляцию экспрессии генов.
• Обнаружение нового типа повторяющихся последовательностей, специфичных, возможно, для центромер, что может привести к новым открытиям в делении и репликации хромосом.

Исследование координировал Этьен Бушер (INRA-Анже). Вагенингенский университет внес вклад в секвенирование, картирование и сборку генома, применив экспертизу в биоинформатике и предоставив ранний доступ к высококачественной референсной генетической карте сцепления.

Сам университет занимается селекцией новых сортов, создав такие популярные сорта, как 'Elstar', 'Santana' и недавно выпущенный 'Natyra'. Два последних подходят для органического производства благодаря устойчивости к болезням. Кроме того, 'Santana' пригоден для употребления большинством людей с легкой аллергией на яблоки.

Вагенинген будет использовать новые знания о ДНК яблока для целенаправленной селекции новых сортов.