Ученые создали новый геномный ресурс для улучшения томатов

Исследователи из Boyce Thompson Institute и коллеги из партнерских организаций создали пан-геном, который охватывает всю генетическую информацию 725 культурных и близкородственных диких томатов. Этот ресурс поможет селекционерам выводить более вкусные и устойчивые сорта.

Как описано в статье, опубликованной в Nature Genetics 13 мая, исследователи обнаружили 4873 новых гена и идентифицировали редкую версию гена, которая может улучшить вкус томатов.

"Пан-геном, по сути, предоставляет резервуар дополнительных генов, отсутствующих в референсном геноме", — сказал сотрудник BTI Чжанцзюнь Фэй. — "Селекционеры могут исследовать пан-геном в поисках интересующих генов и потенциально отбирать их для дальнейшей селекции".

Первая последовательность генома томата (крупного современного сорта) была опубликована в 2012 году и содержала около 35 000 генов. Текущее исследование впервые проанализировало все эти последовательности, а также 166 новых, сгенерированных авторами, чтобы найти гены, отсутствующие в референсном геноме.

Наиболее распространенной группой "потерянных" генов в одомашненных сортах оказались гены, участвующие в защитных реакциях на патогены.

"Эти новые гены могут позволить селекционерам создавать элитные сорта томатов с генетической устойчивостью к болезням, которые сейчас лечат пестицидами", — добавил Джеймс Джованнони, сотрудник BTI и ученый USDA.

Анализ также выявил редкую версию гена TomLoxC, способствующую формированию желаемого вкуса. Эта версия присутствует у 91,2% диких томатов, но только у 2,2% старых одомашненных сортов. В современных сортах ее частота возросла до 7%.

Исследователи также обнаружили новую роль гена TomLoxC: помимо производства соединений из жиров, он производит ароматические соединения из каротиноидов — пигментов, окрашивающих томат в красный цвет.

"Это исследование показывает, почему магазинные томаты могут уступать по вкусу наследственным сортам, и указывает, что более вкусные томаты, похоже, возвращаются", — отметил Клиффорд Вейл, директор программы NSF Plant Genome Research Program, поддержавшей работу.

Томаты — один из самых потребляемых овощей в мире (182 млн тонн ежегодно) и второй по потреблению овощ в США (в среднем 20,3 фунта свежих и 73,3 фунта переработанных томатов на человека в год).