Геном персика поможет в селекции культур для биотоплива
Быстрорастущие деревья, такие как тополя и ивы, — кандидаты в «культуры для биотоплива», из которых можно эффективно получать целлюлозный этанол и топливо с более высокой энергоемкостью. Одомашнивание таких деревьев требует глубокого понимания физиологии и генетики, и ученые обращаются за подсказками к давно одомашненным плодовым деревьям.
Хотя родство персика (Prunus persica) и тополя неочевидно, для ботаников оба дерева входят в надсемейство rosid, которое включает не только яблони, клубнику, вишню и миндаль, но и многие другие растения, включая розу, давшую название надсемейству.
«Близкое родство персика и тополя очевидно из их последовательности ДНК», — сказал Джереми Шмутц, руководитель Программы по растениям в Объединенном институте генома Министерства энергетики США (DOE JGI).
В выпуске Nature Genetics от 24 марта международная инициатива IPGI, включавшая Шмутца и его коллег, опубликовала 265-миллионную базу генома сорта персика Ловелл.
«Используя сравнительно-геномные подходы, характеристика последовательности персика может быть использована не только для улучшения и устойчивости персика и других важных видов деревьев, но и для углубления нашего понимания базовой биологии деревьев», — написали авторы.
Ученые сравнили 141 семейство генов персика с генами шести других полностью секвенированных растений, чтобы выявить уникальные метаболические пути, например, ведущие к биосинтезу лигнина — молекулярного «клея», скрепляющего клетки растений и являющегося ключевым барьером для переработки биомассы в топливо.
Небольшой размер генома персика делает его идеальной моделью для изучения генов в родственных геномах, например, тополя (одного из флагманских геномов растений DOE JGI), и разработки методов увеличения урожайности биомассы для биотоплива.
«Нас интересует, например, так называемый локус "evergreen" у персиков, который продлевает вегетационный период, — сказал Дэниел Роксар, руководитель программы по эукариотам DOE JGI. — Теоретически его можно модифицировать у тополя, чтобы увеличить накопление биомассы».
Публикация последовала через три года после того, как Международный консорциум по геному персика выложил черновую сборку аннотированного генома на портале DOE JGI Phytozome.net.
Инициатива в США финансировалась Управлением науки Министерства энергетики США при участии DOE JGI, Института биотехнологий ХадсонАльфа, Университета Клемсона, Университета штата Северная Каролина и Университета штата Вашингтон. Дополнительную поддержку оказали Минсельхоз США и Институт энергетических бионаук Калифорнийского университета в Беркли. К работе также присоединились исследователи из Италии (включая первого автора, Иньяцио Верде), Чили, Испании и Франции.