Происхождение культурных видов кумквата, вероятно, не связано с диким гонконгским кумкватом
Кумкват (Fortunella spp.) — распространённая плодовая и декоративная культура. Культивируемые виды (F. margarita, F. crassifolia и F. japonica) происходят из Китая. Дикий гонконгский кумкват (F. hindsii) широко распространён в южном Китае и используется как модельное растение для исследований.
На протяжении века учёные (Уолтер Свингл и Тёдзабуро Танака) пытались выяснить филогенетическую связь между культурными видами и единственным диким видом рода, F. hindsii: были ли культурные формы одомашнены непосредственно от него?
Команда профессора Сюсиня Дэна за 10 лет собрала коллекцию культурных образцов Fortunella и дикого F. hindsii со всего Китая. С помощью ядерных SSR-маркеров, хлоропластных SNP и геномных SNP была оценена генетическая изменчивость рода и прослежена его эволюционная история.
Ключевые выводы исследования:
- Генетический анализ подтвердил независимое филогенетическое положение рода Fortunella среди цитрусовых, отвергнув гипотезу его гибридного происхождения.
- Обнаружена чёткая генетическая структура и высокая дифференциация на две основные популяции: культурных Fortunella и дикого F. hindsii.
- Обе популяции подвергались направленному отбору, но их демографическая динамика в четвертичный ледниковый период (QGP) была асинхронной и происходила раньше активной человеческой деятельности в регионе.
- Сигналы доместикации между популяциями слабы и слабо связаны с фенотипическими различиями. Это указывает, что культурные виды, вероятно, не были напрямую одомашнены от дикого F. hindsii.
Новая эволюционная гипотеза:
На основе результатов команда Дэна предложила новую гипотезу. После отделения от рода Citrus предок Fortunella широко расселился в центральном и южном Китае. В ходе QGP северная (предок культурных форм) и южная (предок F. hindsii) популяции оказались генетически изолированы.
- Северная популяция столкнулась с более ранним и суровым естественным отбором, что привело к сокращению численности и адаптивной эволюции (утолщение кожуры, накопление сахаров и вторичных метаболитов для защиты семян от холода).
- Южная популяция испытала более умеренный и поздний отбор, сохранив примитивный фенотип.
- С миграцией людей на юг отдельные особи северной популяции были отобраны и культивированы, дав начало известным сортам Нагами (F. margarita), Мейва (F. crassifolia) и Маруми (F. japonica). Южная популяция, в основном, продолжала естественный отбор и была описана как «Шань Цзиньгань» (кит.) или «Гонконгский кумкват» (англ.).
Исследование предоставляет важные данные для селекции и сохранения кумкватов. Новая эволюционная гипотеза задаёт направление для дальнейшего изучения филогении рода, требующего дополнительных доказательств (например, ископаемых) и методов (анализ пангенома).
Работа опубликована в журнале Frontiers of Agricultural Science and Engineering.