Геном горькой дыни раскрывает необычную историю одомашнивания

Горькая дыня (Momordica charantia) — летний овощ, популярный в Азии. В Японии считается, что она обладает множеством полезных свойств, содержит витамины C, A, фолаты, минералы, каротины и катехины.

Международная группа учёных под руководством доцента Хидэо Мацумуры из Университета Синсю расшифровала геном горькой дыни, чтобы научно подойти к созданию сортов с выраженными целебными свойствами.

Необычный путь одомашнивания

Исследователи секвенировали геном 60 штаммов горькой дыни: 18 диких, 42 культурных и одну внешнюю группу (Momordica cochinchinensis). Анализ показал, что:

• Горькая дыня была одомашнена из дикого штамма в Южной Азии около 6000 лет назад.
• Юго-восточноазиатский культурный штамм отделился от южноазиатского примерно 800 лет назад, что привело к большому фенотипическому разнообразию.

В отличие от большинства растений, где сначала происходит резкое расхождение между дикими и культурными формами, у горькой дыни основное расхождение произошло после одомашнивания, между региональными культурными группами, отражающими потребительские предпочтения.

Особенности генетической архитектуры

Исследование выявило, что горькая дыня представляет собой ценную неклассическую модель одомашнивания. Её эволюция характеризуется:

• Промежуточным, более слабым отбором.
• Полигенной архитектурой, что затрудняет идентификацию отдельных сильных генов-кандидатов (в отличие от классического менделевского отбора по новым мутациям).
• Низким расхождением между дикими и культурными формами в геномной области, содержащей локус гиноэции (женских цветков). Это указывает, что направленный искусственный отбор по соотношению полов не смог преодолеть силу балансирующего отбора в природе.

Данная работа уникальна представлением геномной сборки на уровне хромосом и исследованием геномики именно такой неклассической модели одомашнивания.