Исследование раскрывает генетическое разнообразие генов перцев

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе создали "генеалогическое древо" для перцев и охарактеризовали разнообразие генов в коллекции распространённых культурных сортов.

Исследование, проанализировавшее 30 000 генов вида Capsicum annum, раскрыло интересные детали о взаимосвязях между разными типами перцев и невероятное генетическое разнообразие среди острых сортов. Эта генетическая информация будет крайне важна для селекционеров, чтобы выводить более устойчивые и урожайные растения для производства по всему миру.

Например, многие источники устойчивости к засухе и болезням обнаружены в мелких диких острых перцах, которые сложно культивировать и которые непривлекательны для потребителей. Перенос этих признаков в более распространённые культурные перцы путём перекрёстного опыления может занять годы. Этот процесс можно ускорить и удешевить, используя ДНК-маркеры для отслеживания генов, важных для производства разных типов культурных перцев.

Исследование было опубликовано на этой неделе в онлайн-журнале PLOS ONE.

"Захватывающая часть исследования — в биологии, — сказал ведущий исследователь, учёный-растениевод Аллен Ван Дейнзе. — Мы уже выявили заметные различия в регионах хромосом, которые контролируют форму плода и выработку капсаицина — соединения, которое делает перец острым".

Существует 38 зарегистрированных видов перцев Capsicum, включая Capsicum annum — самый распространённый в мире культурный вид перца. Эти виды включают разнообразные перцы, выращиваемые по всему миру и ценимые как свежие овощи, специи, лекарственные и декоративные растения. Более ранние исследования указывают, что дикие предки всех перцев росли в тропической Южной Америке, в регионе, центром которого является современная Боливия.

До сих пор существовало относительно мало молекулярных данных, характеризующих генетическое разнообразие перцев Capsicum. В этом исследовании учёные выбрали генетические зонды — нити ДНК — из более чем 30 000 генов 40 различных линий Capsicum annum и поместили их на небольшое стекло. Этот микрочип затем использовали для комплексного анализа ДНК, чтобы выявить различия в ДНК — генетические маркеры, которые можно использовать для определения сходств и различий между 40 линиями Capsicum annum.

Эта работа, наряду с текущими усилиями по размещению этих генов на хромосомах в геноме перца, предоставит инструменты для облегчения селекции на качество и урожайность.

Ключевые результаты исследования:

• Все протестированные культурные сорта перца имеют схожий объём генетических изменений относительно их общего, хотя и неизвестного, предка.
• В группе растений, дающих сладкие, неострые перцы, разнообразие было в три раза меньше, чем в группе линий, дающих острые перцы.
• Из чётко определённых групп острых перцев, группа Анахайм и Анчо наиболее тесно связана с группой сладких болгарских перцев.
• В целом, линии с похожими внешне перцами были близкородственными. Однако две полудикие линии перца, известные устойчивостью к грибоподобному патогену Phytophthora capsici, имеют очень похожие плоды, но генетически различны.