Исследование генома хлоропластов разделяет C. meiocarpa и C. oleifera для улучшения селекции чайно-масличных камелий

Исследовательская группа отсеквенировала и проанализировала полные геномы хлоропластов C. oleifera и C. meiocarpa, обнаружив значительные различия, которые прояснили их филогенетическое родство. В исследовании разработано 17 праймеров на основе хлоропластной ДНК для различения этих видов, что предоставляет ценные инструменты для оценки генетического разнообразия чайно-масличных камелий.

Эти результаты имеют значительный потенциал для будущих исследований и практического применения в оценке ресурсов гермоплазмы, молекулярно-филогенетическом анализе, а также в инновациях и использовании чайно-масличных камелий в сельскохозяйственной и промышленной практике.

Чайно-масличная камелия, известная высоким содержанием масла и пользой для здоровья, является важной древесной масличной культурой, особенно в Китае. Несмотря на её значимость, филогенетические отношения между видами, в частности между C. meiocarpa и C. oleifera, остаются спорными из-за сложных ядерных геномов и межвидовой гибридизации.

Более того, не существовало отчётов о геноме хлоропластов C. meiocarpa, и не проводился сравнительный анализ с C. oleifera. Эти нерешённые вопросы затрудняют эффективную селекцию и производство.

Новое исследование, опубликованное в Tropical Plants 24 июля 2024 года, направлено на прояснение этих отношений путём анализа геномов хлоропластов C. oleifera и C. meiocarpa и разработки молекулярных маркеров для идентификации сортов и использования ресурсов.

В исследовании использовалась сравнительная геномика для анализа геномов хлоропластов C. meiocarpa (образцы CKX/XG) и C. oleifera (образец HZP), с фокусом на структуру геномов, повторяющиеся последовательности, вариации IR-регионов, нуклеотидное разнообразие и филогенетические отношения.

Геномы хлоропластов показали типичную кольцевую четырёхчастную структуру с небольшими различиями в размере между видами. Повторяющиеся последовательности и простые тандемные повторы (SSRs) были распределены неравномерно, с различными паттернами у разных видов. Экспансия и сокращение IR-регионов выявили геномные адаптации, особенно между HZP и CKX/XG.

Анализ нуклеотидного разнообразия показал, что ген ycf1 имеет наибольшее количество мутаций, а межгенные регионы демонстрировали значительную вариабельность. Филогенетический анализ подтвердил, что CKX и XG не являются близкородственными HZP.

Кроме того, на основе полиморфных сайтов было разработано 56 пар праймеров, из которых 17 были успешно валидированы для оценки полиморфных сайтов, предоставив важные инструменты для идентификации и генетического изучения видов чайно-масличных камелий.

По словам старшего исследователя Даоцзюня Чжэна: «Настоящее исследование предоставило высококачественные геномы хлоропластов и надёжные ресурсы молекулярных маркеров для будущих исследований чайно-масличных камелий».

Это исследование выявило значительные генетические различия между C. meiocarpa и C. oleifera, что подтверждает статус C. meiocarpa как самостоятельного вида. Разработка 17 праймеров улучшает идентификацию видов и оценку ресурсов, принося пользу программам селекции и производственной практике.